Транзистор КТ117, цоколевка и параметры.Схема тиристорного регулятора.
Зарубежные аналоги КТ117А(Б,В,Г) – 2N6027, 2N6028.Принцип работы однопереходного транзистора.
Итак, любой однопереходный транзистор содержит в себе один p-n переход, что и вобщем то и так понятно – из его названия. Если переход один, откуда у него тогда три электрода, и как он вообще работает? На кристалле полупроводника однородной проводимости, на некотором расстоянии друг от друга имеются омические контакты – База1(Б1) и База2(Б2). Между ними находится область p-n перехода – контакт с полупроводником противоположной проводимости, омический контакт которого является – эмиттером.
Обычно, принцип действия однопереходного транзистора рассматривают с помощью несложной эквивалентной схемы.
R1 и R2 здесь – сопротивления между выводами Б1 и Б2, а V1 – эмиттерный p-n переход. Согласно данной схемы через R1 и R2 будет течь ток,причем падение напряжения на R1 будет смещать диод в обратном направлении. Таким образом, диод будет закрыт, пока на эмиттер не будет подано прямое напряжение превышающее величину падения напряжения на R1. Как только такое напряжение подано, диод открывается и начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом сопротивление R1 еще более уменьшается – снижается напряжение падения. Происходит лавинообразный процесс открывания транзистора.
Схема тиристорного регулятора на однопереходном транзисторе.
На рисунке ниже – схема тиристорного регулятора, с лампой накаливания в виде нагрузки.
R1 – 100 КОм – переменный, мощностью 0,5 Вт, любого типа.
VD1 – стабилитрон Д814В
VD2 – КД105Б
VD3 – КД202Р
VS1 – КУ202Н
Конденсатор С1 – 0,1МФ 400В., любого типа.
Транзистор VT1 – КТ117А
Плавкий предохранитель 0.5 – 1.5 Ампер(в зависимости от мощности лампы.)
На главную страницу
elektrikaetoprosto.ru
9. Однопереходный транзистор.
Помимо биполярных и полевых транзисторов существует так называемый однопереходный транзистор (ОПТ), представляющий собой кристалл полупроводника, в котором создан p-n переход, называемый инжектором:
Этим переходом кристалл полупроводника разделяется как бы на две области базы. Поэтому однопереходный транзистор имеет и другое широко распространённое название – двухбазовый диод. Принцип действия транзистора основан на изменении объёмного сопротивления полупроводника базы при инжекции. В отличии от биполярных и полевых транзисторов однопереходный транзистор представляет собой прибор с отрицательным сопротивлением. Это означает, что в определённых условиях входное напряжение или сигнал могут уменьшаться даже при возрастании выходного тока через нагрузку. Когда однопереходный транзистор находится во включённом состоянии, выключить его можно только разомкнув цепь, либо сняв входное напряжение.
Участок III, справа от минимума, где эмиттерный ток ограничивается только сопротивлением насыщения, называется областью насыщения. При уменьшении эмиттерного напряжения до Uвх<Uвн переход закрывается. При нулевом токе базы 2 (т.е. вывод Б2 не используется) характеристика (кривая 2) представляет собой по существу характеристику обычного кремниевого диода.
Однопереходные транзисторы применяются в различных схемах генераторов релаксационных колебаний, мультивибраторах, счётчиках импульсов, триггерных схемах управления тиристорами, генераторах пилообразного напряжения, делителях, реле времени, схемах фазового управления и др. Однако из-за малой скорости переключения и сравнительно большой потребляемой входной мощности они широкого распространения не получили.
Хотя основная функция однопереходного транзистора такая же, как и у переключателя, основным функциональным узлом среди большинства схем на однопереходных транзисторах является релаксационный генератор:
В зависимости от назначения выходное напряжение можно снимать с любого вывода однопереходного транзистора. Осциллограммы напряжения показаны на этом рисунке:
Для устойчивой генерации необходимо выполнение условия:
(Uп-Umin)/(Imin<Re<(Uп-Umax)/Imax
Период колебаний определяют ориентировочно по формуле:
Т=ReCe(1-K), где К=(Umax-Umin)/Uвн=Rн/Rc>0.7 – коэффициент нейтрализации. Откуда Re=(0.1…0.2)Rн.
Иногда с целью повышения термостабильности напряжения Umax, в цепь базы 2 вводят резистор R1. Резистор R2 вводят при необходимости снятия сигнала с базы 1. Его номинал рассчитывают исходя из межбазового тока и заданной амплитуды снимаемого сигнала. Обычно номинал этого резистора не превышает 100 Ом и только в отдельных случаях достигает 3кОм. Для типового однопереходного транзистора (КТ117А, Б) сопротивление Rе лежит в пределах 4…9 кОм, а рабочее напряжение находится в пределах 10…30 В. С помощью резисторов R1, R2 в некоторых пределах можно регулировать порог срабатывания однопереходного транзистора.
Рассмотрим простейший генератор пилообразного напряжения:
Как правило, для получения низкого сопротивления в качестве буферного каскада применяют эмиттерный повторитель. Предположим, что статический коэффициент передачи тока транзистора VT2 h21э=50, R2=1кОм. Тогда Rн=(h21э+1)R2 =(50+1)*1=51кОм. Отсюда R1=(0.1…0.2)Rн=5.1…10кОм. Поскольку напряжение Uemin=2B, a Uэб=0.6B<Uemin, “обрезания” сигнала не происходит.
При реализации эмиттерного повторителя на p-n-p транзисторе можно добиться некоторого улучшения рабочих характеристик, т.к. сопротивление нагрузки включается параллельно резистору R1, следовательно исключается опасность прекращения генерации из-за никого значения статистического коэффициента передачи тока транзистора или сопротивления в эмиттере. Более того, коллекторный ток утечки биполярного транзистора вычитается из эмиттерного тока утечки однопереходного транзистора, чем достигается частичная термостабилизация.
Простейший способ линеаризации пилообразного напряжения:
Применение дополнительного источника повышенного напряжения позволяет существенно увеличить номинал токозадающего резистора, что эквивалентно заряду от генератора тока. Недостаток этого способа – необходимость применения дополнительного источника.
Линеаризация с помощью конденсаторной “вольтдобавки” (следящей обратной связи):
Введение резистора R1 позволяет использовать базу 2 для синхронизации выходного напряжения.
Возможный вариант стабилизации зарядного тока со следящей обратной связью с помощью стабилитрона:
Введение дополнительного источника отрицательного напряжения постоянного тока также способствует линеаризации.
Другой способ линеаризации с помощью ГСТ:
Применение интегратора позволяет получить напряжение пилы от вогнутой до выпуклой формы:
Желаемой формы добиваются подбором резистора R3.
Возможный вариант мультивибратора:
Для получения сигнала типа “меандер” необходимо выполнить условия: R2=2R1. Работает мультивибратор следующим образом. При зарядке конденсатора транзистор VT2 открыт током заряда. Время заряда определяет постоянная времени R1C1. При включении однопереходного транзистора базоэмиттерный переход VT2 за счёт напряжения на конденсаторе смещается в обратном направлении и транзистор VT2 закрывается.
Разновидность однопереходного транзистора – программируемый однопереходный транзистор (ПОПТ) – четырёхслойный прибор, структура которого аналогична структуре тиристора за исключением того, что используется анодное управление в отличие от катодного управления у тиристора. ОПТ и ПОПТ обладают аналогичными характеристиками, однако напряжение включения ПОПТ программируется и может задаваться с помощью внешнего делителя напряжения. В отличии от ОПТ, ПОПТ более быстродействующий и чувствительный прибор. Исходя из эквивалентной схемы
можно сделать вывод, что программируемый однопереходный транзистор представляет собой выключаемый тиристор с анодным управлением. При подаче на управляющий электрод (эмиттер) более отрицательного относительно анода (база 2) напряжения ПОПТ переходит из режима отсечки во включённое состояние. Для обеспечения функционирования ПОПТ в режиме однопереходного транзистора требуется на управляющем электроде ПОПТ поддерживать внешнее опорное напряжение, которое по существу совпадает с точкой максимума. Поскольку опорное напряжение определяется параметрами внешнего делителя, его можно сделать переменным. Эта особенность и является главным отличием обычного однопереходного транзистора от программируемого однопереходного транзистора.
Пожалуй, наибольшее применение однопереходные транзисторы нашли в различных регуляторах мощности. рассмотрим несколько практических схем применения.
Фазоимпульсный регулятор мощности паяльника (до 100Вт):
работает следующим образом. Положительная полуволна питающего напряжения проходит в нагрузку практически без ослабления через диод VD2. Релаксационный генератор питается пульсирующим напряжением (в течении отрицательной полуволны), ограниченным стабилитроном VD1 на уровне 24В. С появлением каждой отрицательной полуволны конденсатор С1 начинает заряжаться через цепь R2, R4. Скорость зарядки можно регулировать переменным резистором R2. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания транзистора VT1, на управляющий электрод тиристора VS1 поступает положительный импульс и тиристор открывается до конца полупериода. Таким образом, изменением постоянной времени фазосдвигающей цепи R2C1 осуществляется регулирование мощности, отдаваемой в нагрузку.
Простой светорегулятор на эквиваленте ПОПТ:
Постоянная времени цепи R4C1 выбрана равной примерно 10мс.
Применение реле времени на однопереходном транзисторе в автомате – ограничителе включения света:
Такой автомат может использоваться, например в общих коридорах с целью экономии электроэнергии. Необходимое время включённого состояния устанавливается подстроечным резистором R3. После заряда конденсатора до напряжения включения однопереходного транзистора, т.е. после его включения, конденсатор С1 на короткое время создаёт на аноде тиристора VS1 отрицательное напряжение и тем самым выключает его.
Простой автоматический регулятор освещённости:
может найти применение на рабочих местах, где высоки требования к постоянству освещённости.
Все рассмотренные схемы, помимо создаваемых ими помех, имеют один существенный недостаток. Так как через диоды моста течёт ток нагрузки, их необходимо выбирать соответствующей мощности или устанавливать на радиаторы, что ухудшает массогабаритные показатели.
Применение подобных регуляторов для регулирования числа оборотов двигателя имеет некоторые особенности.
Во-первых, коллекторные двигатели требуют расширения управляющего импульса до конца полупериода во избежание нестабильности работы из-за выключения тиристора или симистора при искрении щёток, т.е. при разрыве цепи. Во-вторых, для стабилизации числа оборотов независимо от нагрузки необходимо введение обратной связи по току или по напряжению, т.к. с увеличением нагрузки на валу падают обороты двигателя, уменьшается комплексное сопротивление нагрузки и соответственно увеличивается непроизводительное потребление тока.
Пример стабилизированного регулятора реверсивного двигателя:
Подбором резистора R1 (обратная связь по напряжению) добиваются минимальной зависимости числа оборотов двигателя от изменения нагрузки.
Применение импульсного трансформатора позволяет разгрузить диодный мост и тем самым улучшить массогабаритные показатели регулятора. Стабилизированный регулятор числа оборотов двигателя:
В данном регуляторе применена обратная связь по току с помощью резистора R7. В качестве импульсного трансформатора можно применить МИТ-4 или выполнить его на магнитопроводе типоразмера К16х10х4.5 из феррита М2000НМ. Обмотки содержат по 100 витков провода ПЭЛШО 0.12. Возможный вариант замены МИТ-4 двумя оптопарами показан на этом рисунке:
Регулятор мощности нагрузки до 1кВт:
Импульсный трансформатор тот же, что и в предыдущей схеме. Замена симистора двумя тиристорами показана на рисунке:
Все три обмотки импульсного трансформатора Т1 содержат по 100 витков. При этом мощность нагрузки можно увеличить до 2кВт.
В заключении необходимо отметить, что все рассмотренные регуляторы мощности имеют один существенный недостаток – создают большие импульсные радиопомехи как в сети, так и в окружающем пространстве, т.к. выключение симистора или тиристора происходит по окончании полупериода, а их включение, за счёт фазового регулирования, в пределах полупериода. Интенсивность радиопомех зависит от амплитуды мгновенного напряжения, при котором открывается тиристор, мощности нагрузки, длины соединительных проводников и ряда других причин. Отсюда следует, что максимальные помехи возникают на среднем участке регулировочной характеристики.
PREV CONTENTS NEXT MAIN PAGE
zpostbox.ru
Поиск по сайту | Транзистор КТ117 – эпитаксиально-планарный, однопереходный, кремниевый, с базой n-типа. Применяется в маломощных генераторах. Имеет металлический корпус. Выводы – гибкие. Надпись о типе элемента нанесена на корпусе. Весит не более 0.45 г. КТ117 цоколевкаЦоколевка КТ117 показана на рисунке. Электрические параметры транзистора КТ117
Предельные эксплуатационные характеристики транзистора КТ117
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
katod-anod.ru
Транзистор КТ117 — DataSheet
Цоколевка транзистора КТ117
| Параметр | Обозначение | Маркировка | Условия | Значение | Ед. изм. |
| Аналог | КТ117А | BRY56 | |||
| КТ117Б | 2N2647 | ||||
| КТ117В | 2N4893 | ||||
| КТ117Г | MU4894 | ||||
| Структура | — | n-база | |||
| Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора | PK max,P*K, τ max,P**K, и max | — | 60 °C | 150 | мВт |
| Граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттером | fгр, f*h31б, f**h31э, f***max | КТ117А | — | ≥5* | МГц |
| КТ117Б | — | ≥5* | |||
| КТ117В | — | ≥5* | |||
| КТ117Г | — | ≥5* | |||
| Пробивное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера | UКБО проб., U*КЭR проб., U**КЭО проб. | КТ117А | — | 30** | В |
| КТ117Б | — | 15** | |||
| КТ117В | — | 15** | |||
| КТ117Г | — | 30** | |||
| Пробивное напряжение эмиттер-база при заданном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектора | UЭБО проб., | КТ117А | — | 10 | В |
| КТ117Б | — | 10 | |||
| КТ117В | — | 10 | |||
| КТ117Г | — | 10 | |||
| Максимально допустимый постоянный ток коллектора | IK max, I*К , и max | КТ117А | — | 50 | мА |
| КТ117Б | — | 50 | |||
| КТ117В | — | 50 | |||
| КТ117Г | — | 50 | |||
| Обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера | IКБО, I*КЭR, I**КЭO | КТ117А | 30 В | ≤1 | мкА |
| КТ117Б | 30 В | ≤1 | |||
| КТ117В | 30 В | ≤1 | |||
| КТ117Г | 30 В | ≤1 | |||
| Статический коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала для схем с общим эмиттером | h21э, h*21Э | КТ117А | UБ1Б2 = 10 В | 0.5…0.7 | |
| КТ117Б | UБ1Б2 = 10 В | 0.65…0.9 | |||
| КТ117В | UБ1Б2 = 10 В | 0.5…0.7 | |||
| КТ117Г | UБ1Б2 = 10 В | 0.65…0.9 | |||
| Емкость коллекторного перехода | cк, с*12э | КТ117А | — | — | пФ |
| КТ117Б | — | — | |||
| КТ117В | — | — | |||
| КТ117Г | — | — | |||
| Сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером | rКЭ нас, r*БЭ нас | КТ117А | — | — | Ом |
| КТ117Б | — | — | |||
| КТ117В | — | — | |||
| КТ117Г | — | — | |||
| Коэффициент шума транзистора | Кш, r*b, Pвых | КТ117А | — | — | Дб, Ом, Вт |
| КТ117Б | — | — | |||
| КТ117В | — | — | |||
| КТ117Г | — | — | |||
| Постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте | τк, t*рас, t**выкл, t***пк(нс) | КТ117А | — | — | пс |
| КТ117Б | — | — | |||
| КТ117В | — | — | |||
| КТ117Г | — | — |
Описание значений со звездочками(*,**,***) смотрите в таблице параметров биполярных транзисторов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
rudatasheet.ru
ОДНОПЕРЕХОДНЫЙ ТРАНЗИСТОР
Транзистор серии КТ117 – в какой-то мере уникальный, он почти не имеет аналогов. Он относится к категории однопереходных транзисторов с двумя базами. Такой транзистор не нашел широкого применения и был забыт, но на них можно реализовать неплохие простые электронные игрушки.
1) Конденсатор неполярный 0,1 мкФ (маркировка 104)
2) Резистор 100-220 Ом
3) Резистор 3,3-10 к
4) Головка динамическая с сопротивлением катушки от 8 до 100 ом
5) Источник питания, например крона на 9 вольт.
Процесс испытания звукового генератора на КТ117 вы можете посмотреть в небольшом видеоролике.
В дальнейшем мы рассмотрим несколько интересных схем с использованием этого необычного элемента, чтобы дополнить пробел, поскольку в последнее время этот транзистор был практически списан из схемотехники. АКА КАСЬЯН.
Форум по радиодеталям
Обсудить статью ОДНОПЕРЕХОДНЫЙ ТРАНЗИСТОР
radioskot.ru
Простое зарядное устройство для автомобильных аккумуляторных батарей
Предлагается несложное для повторения зарядное устройство с регулировкой тока зарядки методом импульсно-фазового управления тринистором.
Схема устройства приведена на рисунке. Установка требуемого тока зарядки от 0 до 10 А осуществляется известным способом: изменением задержки открывания регулирующего элемента – тринистора – после момента прохождения переменного питающего напряжения через ноль. После подключения вилки XP1 к сети и замыкания выключателя SA1 напряжения 220 В, 50 Гц через плавкую вставку FU1 поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора T1. Конденсатор C1 – помехоподавляющий. Неоновая лампа HL1 – индикатор наличия напряжения сети. Напряжение с вторичной обмотки, составленной из шести последовательно включенных секций, поступает на диодный мост VD1-VD4 и диоды VD5, VD6. Выпрямленное диодным мостом напряжение через амперметр PA1 и плавкую вставку FU2 поступает на плюсовый вывод заряжаемой аккумуляторной батареи, а через регулирующий элемент – тринистор VS1 на минусовый. Выпрямленное напряжение с катодов диодов VD5, VD6 и минусового вывода моста VD1-VD4 поступает на ограничитель напряжения, а через резистор R2 – на светодиод HL2. Свечение последнего свидетельствует о наличии напряжения на вторичной обмотке транформаторов T1. Ограничитель собран на стабилитроне VD7 и резисторе R3. С его выхода напряжение, близкое к трапецеидальной форме (полусинуссиды со срезанными вершинами) и частотой 100 Гц, поступает на узел управления тринистором VS1. Он представляет собой генератор импульсов на однопереходном транзисторе VT1. Переменный резистор R4, резистор R5 и конденсатор C2 – времязадающая цепь генератора. С началом каждого трапецеидального импульса, формируемого, как указано выше, стабилитроном VD7 и резистором R3, начинается зарядка конденсатора C2 через резисторы R4, R5. Однопереходный транзистор VT1 закрыт. При достижении на конденсаторе C2 напряжения включения микросхемы происходит разрядка конденсатора C2 по цепи участок эмиттер – база 1 транзистора, резистор R6. Импульс на резисторе R6 открывает тринистор VS1, и напряжение с диодного моста VD1-VD4 поступает на заряджаемую батарею. Продолжительность подачи этого напряжения – разность длительности полупериода напряжения сети (10 мс) и задержки включения тринистора от начала полупериода (проходжения напряжения сети через ноль). При перемещении движка переменного резистора R4 влево по схеме тринистор будет открываться ближе к концу каждого трапецеидального импульса, поступающего на узел управления, и ток зарядки окажется меньше. Наоборот, при перемещении движка резистора вправо ток зарядки станет возрастать.
Конструктивно устройство может быть размещено как в самодельном корпусе, так и в готовым, например, от какого-либо прибора, отслужившего свой срок. Очень хорошо подходят корпусы от приборов B3-38 – B3-41, B3-47, B3-57, которые несложно доработать, заменив переднюю панель и просверлив необходимое число вентиляционных отверстий для обеспечения охлаждения устройства.
Плавкая вставка FU1- ВП1-1 5 А, 250 В. Вставку на меньший ток применять не рекомендуется, так как она будет систематически перегорать при включении усройства. Вставка FU2 – ВП3Б на 10 А. Выключатель SA1 типа T3 можно заменить на клавишный выключатель со световой индикацией, например, R59-2 [1], при этом исключаются элементы R1 и HL1. Конденсатор C1 – K73-17 на напряжение 630 В. Его емкость может быть в пределах 0,01…0,22 мкФ. Этот конденсатор припаивают непосредственно к выводам 1 и 6 трансформатора Т1. Конденсатор С2 – любой на напряжение не менее 25 В.
Трансформатор Т1 – унифицированный ТПП320-127/220-50 [2] мощностью 220 Вт. Его можно заменить на ТПП318-127/220-50 или ТПП310-127/220-50, схема включения обмоток идентична.
Возможно использование трансформатора ТПП323-127/220-50, при этом обмотки с выводами 11-12, 13-14, 18-17, 20-19 необходимо соединить параллельно, т. е. спаять вместе выводы 11, 13, 18, 20 и 12, 14, 17, 19.
Вторичные обмотки этого трансформатора можно соединить и по-другому, выполнив выпрямитель по обычной двухполупериодной схеме. При этом вместо диодного моста VD1-VD4 устанавливают всего два диода. Обмотки с выводами 11-12, 13-14 следует соединить параллельно, обмотки с выводами 18-17, 20-19 – также параллельно, т. е. должны быть вместе выводы 11, 13; 12, 14; 14, 17; 19 и 18, 20, а затем соединить вывод 14 с выводом 18 – это будет средняя точка и минусовый вывод выпрямителя. Крайние выводы 11, 13 и 19, 17 припаивают к анодам мощных выпрямительных диодов.
Можно применить и сетевой трансформатор от старого цветного лампового телевизора. Сначала необходимо удалить все его вторичные обмотки, сосчитав при этом число витков накальной обмотки. Далее на каждом из двух каркасов наматывают новую вторичную обмотку проводом сечение не менее 3 мм2 в любой теплостойкой изоляции с числом витков втрое больше накальной.
После сборки трансформатора катушки соединяют последовательно. При отсутствии провода нужного сечения можно использовать жгут из более тонких проводов, сплетя их в косичку [3]. Перед установкой самодельного трансформатора необходимо проверить сопротивления изоляции между первичной и вторичной обмотками – оно должно быть не менее 20 МОм. В противном случае следует просушить трансформатор в теплом сухом месте и еще раз измерить сопротивление изоляции, а если оно опять меньше 20 МОм, то лучше такой трансформатор не использовать.
Диоды Д214 можно заменить любыми с прямым током не менее 10 А и обратными напряжением не менее 100 В. Их устанавливают на теплоотводы с площадью поверхности не менее 50 см2. Диоды VD5, VD6 – любые кремниевые маломощные. Тиристор заменим любым из серии КУ202 или более мощным, например, из серии Т122 (Т122-20 и т. п.) [4]. Его устанавливают на теплоотвод площадью не менее 100 см2. Транзистор КТ117А заменим на КТ117Б, КТ117Г; КТ132А, КТ132Б; КТ133А, КТ133Б или импортными 2N2646, 2N2647, 2N4870, 2N4871. Вместо однопереходного транзистора можно применить и его транзисторный аналог. Амперметр РА1 и вольтметр PV1 — М4202, М4203. Постоянные резисторы – любого типа. Переменный резистор R4 с линейной характеристикой. Его сопротивление может быть от 100 до 680 кОм. При этом потребуется подобрать емкость конденсатора С2, чтобы постоянная времени R4C2 осталась прежней. Выводы резистора необходимо подключить так, чтобы при вращении ручки по часовой стрелке введенное сопротивление уменьшалось.
Печатная плата не разрабатывалась. Правильно собранное устройство налаживания не требует. Однако перед первым включением следует вместо плавкой вставки FU1 подключить лампу накаливания 220 В мощностью 100…150 Вт. При включении SA1 лампа должна вспыхнуть и погаснуть. Если она горит почти в полный накал, следует проверить правильность соединения обмоток трансформатора, наличие замыканий во вторичной цепи. Далее, повернув ручку переменного резистора в крайнее против часовой стрелки (начальное) положение, параллельно вольтметру PV1 подключают автомобильную лампу на 12 В мощность 15 Вт. Она не должна светиться. Вращая плавно ручку переменного резистора по часовой стрелке , следует убедится, что лампа загорается, а ее яркость увеличивается до полной при показаниях вольтметра около 15 В. Может потребоваться корректировка емкости конденсатора С2. При эксплуатации устройства перед подключением нагрузку ручку переменного резистора R4 следует всегда устанавливать в начальное положение.
Литература
- Юшин А. Клавишные выключатели со световой индикацией. – Радио, 2005, №5, с 52.
- Унифицированные трансформаторы – Радио, 1982, № 1, с. 59, 60.
- Кобелев Ф. Г. Как сделать сварочные аппараты своими руками. – Пб.: Наука и техника, 2011, с. 156.
- Тиристоры (Технические справочник). Пер. с англ., под ред. Лабунцова В. А., Обухова С. П., Свиридова А. Ф. Изд. 2-е доп. – М.: Энергия, 1971, с. 111-118.
Авторы: А. КВАКИНА, П. МИХЕЕВ, г. Железногорск Красноярского края
Возможно, вам это будет интересно:
meandr.org
Однопереходные транзисторы
Однопереходный транзистор или, как его еще называют, двухбазовый диод, представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор с одним р-n переходом. Структура его условно показана на рис. 1, а, условное графическое обозначение в схемах — на рис. 1, б.
Основой однопереходного транзистора является кристалл полупроводника (например, с проводимостью n-типа), называемый базой. На концах кристалла имеются омические контакты Б1 и БЗ, между которыми расположена область, имеющая выпрямляющий контакт с полупроводником р-типа, выполняющим роль эмиттера.
Принцип действия однопероходного транзистора удобно рассмотреть, пользуясь простейшей эквивалентной схемой (рис. 1, в), где RБ1 и RБ2 — сопротивления между соответствующими выводами базы и эмиттером, а Д1— эмиттерный р-п переход. Ток, протекающий через сопротивления RБ1 и RБ2, создает на первом из них падение напряжения, смещающее диод Д1 в обратном направлении. Если напряжение на змиттере Uэ меньше падения напряжения на сопротивлении RБ1, диод Д1 закрыт, и через него течет только ток утечки. Когда же напряжение UЭ становится выше напряжения на сопротивлении RБ1, диод начинает пропускать ток в прямом направлении. При этом сопротивление RБ1 уменьшается, что приводит к увеличению тока в цепи Д1 RБ1, а это, в свою очередь, вызывает дальнейшее уменьшение сопротивления RБ1. Этот процесс протекает лавинообразно. Сопротивление RБ1 уменьшается быстрее, чем увеличивается ток через р-п переход, в результате на вольт-амперной характеристике однопереходного транзистора (рис. 2), появляется область отрицательного сопротивления (кривая 1). При дальнейшем увеличении тока зависимость сопротивления RБ1 от тока через р-п переход уменьшается, и при значениях, больших некоторой величины ( Iвыкл) оно не зависит от тока (область насыщения).
При уменьшении напряжения смещения Uсм вольт-амперпая характеристика смещается влево (кривая 2) и при отсутствии его обращается в характеристику открытого р-п перехода (кривая 3).
Основными параметрами однопереходных транзисторов, характеризующими их как элементы схем, являются:
межбазовое сопротивление RБ1Б2 — сопротивление между выводами баз при отключенном эмиттере;
коэффициент передачи
характеризующий напряжение переключения;
напряжение срабатывания Ucp— минимальное напряжение на эмиттерном переходе, необходимое для перевода прибора из состояния с большим сопротивлением в состояние с отрицательным сопротивлением;
ток включения Iвкл — минимальный ток, необходимый для включения однопереходного транзистора, то есть перевода его в область отрицательного сопротивления;
ток выключения Iвыкл —наименьший эмиттерный ток, удерживающий транзистор во включенном состоянии;
напряжение выключения Uвыкл— напряжение на эмиттерном переходе при токе через него, равном Iвыкл;
обратный ток эмиттера Iэо — ток утечки закрытого эмиттерного перехода.
Эквивалент однопереходного транзистора может быть построен из двух обычных транзисторов с разным типом проводимости, как показано на рис. 3.
Здесь ток, протекающий через делитель, состоящий из резисторов R1 и R2, создает на втором из них падение напряжения, закрывающее эмиттерныи переход транзистора Т1. При увеличении напряжения на эмиттере транзистор Т1 начинает пропускать ток в базу транзистора Т2, в результате чего он также открывается. Это приводит к снижению напряжения на базе транзистора Т1, что, в свою очередь, вызывает еще большее открывание его и т. д. Другими словами, процесс открывания транзисторов в таком устройстве также протекает лавинообразно и вольтамперная характеристика устройства имеет вид, аналогичный характеристике однопереходного транзистора.
Устройства на однопереходных транзисторах
Однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды) широко применяются в различных устройствах автоматики, импульсной и измерительной техники — генераторах, пороговых устройствах, делителях частоты, реле времени и т. д.
Одним из основных типов устройств на однопереходных транзисторах является релаксационный генератор, схема которого показана на рис. 1.
При включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Как только напряжение на конденсаторе становится равным напряжению включения однопереходного транзистора Т1, его эмиттерный переход открывается и конденсатор быстро разряжается. По мере разряда конденсатора эмиттерный ток уменьшается и при достижении величины, равной току выключения, транзистор закрывается, после чего процесс повторяется снова. В результате на базах Б1 и Б2 возникают короткие разнополярные импульсы, которые и являются выходными сигналами генератора.
Частоту колебаний f генератора можно рассчитать по приближенной формуле:
где R — сопротивление резистора R1, Ом;
С—емкость конденсатора С1, Ф;
η— коэффициент передачи однопереходного транзистора.
При заданной частоте колебаний емкость конденсатора следует выбрать возможно большей с тем, чтобы получить на нагрузке (R2 или R3) сигнал с нужной амплитудой. Важным достоинством генератора на однопереходном транзисторе является то, что частота его колебаний незначительно зависит от величины питающего напряжения. Практически изменение напряжения от 10 до 20 В приводит к изменению частоты всего на 0,5%.
Если вместо резистора R1 в зарядную цепь включить фотодиод, фоторезистор, терморезистор или другой элемент, изменяющий свое сопротивление под действием внешних факторов (света, температуры, давления и т. д.), то генератор превращается в аналоговый преобразователь соответствующего физического параметра в частоту следования импульсов.
Несколько изменив схему, как показано на рис. 2, этот же генератор можно превратить в устройство сравнения напряжений. В этом случае базовые цепи транзистора подключают к источнику эталонного напряжения, а зарядную цепь — к исследуемому источнику. Когда напряжение последнего превысит напряжение включения, устройство начнет генерировать импульсы положительной полярности.
В устройстве, схема которого показана на рис. 3, конденсатор заряжается через резистор R4 и сопротивление участка эмиттер — коллектор биполярного транзистора Т1. В остальном работа этого генератора не отличается от описанного ранее. Зарядный ток, а, следовательно, и частоту пилообразного напряжения, снимаемого в этом случае с эмиттера однопереходного транзистора Т2, регулируют изменением напряжения смещения на базе транзистора Т1 с помощью подстроечного резистора R2. Отклонение линейности формы колебаний, вырабатываемых таким устройством, не превышает 1%
Моментом включения однопереходного транзистора можно управлять, подавая импульс положительной полярности в цепь эмиттера или отрицательной полярности в цепь базы Б2. На этом принципе основана работа ждущего мультивибратора, схема которого приведена на рис. 4. Для получения нужного режима работы максимальное напряжение на конденсаторе С1, зависящее от соотношения сопротивлений резисторов делителя R1R2, устанавливают меньшим напряжения включения транзистора. Разность этих напряжений выбирают с учетом возможных помех в цепи запуска, которые могут привести к ложным срабатываниям устройства. При подаче импульса отрицательной полярности в цепь базы Б2 межбазовое напряжение UБ1Б2 уменьшается (модулируется), в результате транзистор Т1 открывается и на базе Б1 возникает импульс положительной полярности.
Однопереходные транзисторы применяют и в генераторах напряжения ступенчатой формы. На вход такого устройства (см. рис. 5) подают сигнал симметричной (синусоидальной, прямоугольной и т, д.) формы. При положительной полуволне сигнала конденсатор С1 заряжается через резистор R2 и сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора Т1 до некоторого напряжения, значительно меньшего напряжения включения однопереходного транзистора Т2. За время действия следующей положительной полуволны напряжение на конденсаторе ступенчато возрастает на такую же величину и так до тех пор, пока не станет равным напряжению включения транзистора Т2.
Напряжение ступенчатой формы снимается с его эмиттера. На использовании этого принципа основана работа делителей частоты. Один каскад на однопереходном транзисторе способен обеспечить коэффициент деления до 5. Объединив в единое целое несколько таких устройств, можно получить делитель с гораздо большим коэффициентом деления. Для примера на рис. 6 приведена схема делителя частоты на 100. Первый каскад устройства делит частоту поступающих на его вход импульсов положительной полярности на 4, два других – на 5.
Как видно из схемы, каскады делителя частоты отличаются друг от друга только сопротивлениями резисторов в цепях заряда конденсаторов С1—СЗ. Постоянная времени заряда конденсатора С1 определяется резисторами Rl, R2. R4 и R6; С2 — резисторами R3. R4 и R6; C3—R5 и R6. При включении питания конденсаторы С1—СЗ начинают заряжаться. Импульсы напряжения положительной полярности, поступающие на вход устройства, складываются с напряжением на конденсаторе С1 и как только их сумма достигает величины, равной напряжению включения, однопереходный транзистор открывается и конденсатор разряжается через его эмиттерный переход. В результате скачком увеличивается падение напряжения на резисторах R4 и R6, а это приводит к уменьшению межбазовых напряжений транзисторов Т2 и ТЗ. Однако транзистор Т2 откроется только тогда, когда напряжение на конденсаторе С2 станет достаточным для его включения при пониженном межбазовом напряжении. Аналогично работает и третий каскад делителя.
Схема реле времени, отличающегося очень высокой экономичностью, приведена на рис. 7. В исходном состоянии тиристор ДЗ закрыт, поэтому устройство практически не потребляет энергии (токи утечки невелики и ими можно пренебречь). При подаче на управляющий электрод запускающего импульса положительной полярности тиристор открывается. В результате срабатывает реле Р1 и своими контактами (на схеме условно не показаны) включает исполнительное устройство. Одновременно через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться конденсаторы С1 и С2. Поскольку сопротивление первого из этих резисторов во много раз больше второго, то первым зарядится конденсатор С2, а когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет величины напряжения включения, однопереходный транзистор откроется и конденсатор С1 разрядится через его эмиттерный переход. Возникший при этом на резисторе R2 импульс положительной полярности сложится с напряжением на конденсаторе С2, в результате чего тиристор ДЗ закроется и обесточит реле Р1 до прихода следующего запускающего импульса.
Устройство, схема которого приведена на рис, 8, предназначено для аналогового преобразования напряжения в частоту. Здесь транзистор Т2 использован в релаксационном генераторе, Т1 вместе с резисторами R1 и R2 включен в зарядную цепь конденсатора С1. При изменении напряжения на базе транзистора Т1 изменяется сопротивление его участка эмиттер—коллектор, а следовательно, в зависимости от величины входного напряжения однопереходный транзистор Т2 открывается с большей или меньшей частотой. По частоте следования импульсов, снимаемых с нагрузочного резистора R3 в цепи базы Б1 можно судить о напряжении на входе устройства.
cxem.net
