Kurs elektroniki – #7b – projekty z tranzystorami, MOSFETy

Kurs elektroniki – #7b – projekty z tranzystorami, MOSFETy

Za nami pierwsze kroki z tranzystorami. Pora, aby wykorzystać te elementy do zbudowania bardziej rozbudowanych projektów.

Wykonamy dwa projekty. Pierwszy układ będzie zapamiętywał swój stan, a drugi będzie migał na zmianę diodami (symulacja koguta policyjnego).

Zanim przejdziesz do wykonywania opisanych tutaj projektów upewnij się, że opanowałeś informacje, które pojawiły się w poprzedniej części naszego kursu elektroniki. Omówiliśmy tam podstawy, które są niezbędne do tego, aby zabrać się teraz za bardziej rozbudowane układy.

Przerzutnik bistabilny - układ z pamięcią

Pora na wykorzystanie tranzystorów do zbudowania układu, który będzie charakteryzował się pamięcią. Do tej pory elementy, które łączyliśmy na płytce nie wykazywały żadnej "inteligencji". Dioda świeciła, gdy podłączyliśmy odpowiednio zasilanie, a tranzystor przewodził w momencie, gdy przez jego bazę przepływał stosowny prąd. W momencie odłączenia styków układ przestawał działać.

Zestaw elementów do kursu

 999+ pozytywnych opinii  Gwarancja pomocy  Wysyłka w 24h

Chcesz zrozumieć elektronikę? Zamów zestaw elementów do wykonania wszystkich ćwiczeń z kursu i przejdź do praktyki!

Zamów w Botland.com.pl »

Taniej w pakiecie: Mistrz ElektronikiMistrz Majsterkowania

Przerzutnik bistabilny będzie działał inaczej! Układ ten, mówiąc w uproszczeniu, będzie miał dwa stany stabilne i będzie niejako pamiętał ten ostatni. W praktyce chodzi o układ zapamiętujący, która z diod ma się świecić. Animowany schemat przedstawiający działanie układu wygląda następująco:

Schemat budowane przerzutnika bistabilnego

Układ składa się z baterii, 2 tranzystorów NPN, 2 zielonych diod świecących i 4 rezystorów. W naszym przypadku do wykonania projektu wykorzystamy oczywiście dołączone do zestawu tranzystory BC546.

Gdy jeden punkt układu zewrzemy z masą, to zapali się pierwsza dioda. Po odłączeniu tego przewodu dioda nadal będzie świeciła! Zgaśnie, gdy masa zostanie połączona z innym punktem układu. Na schemacie miejsca te zostały zaznaczone jako dwa przełączniki.

Przykładowe ułożenie elementów:

Schemat montażowy przerzutnika bistabilnego

Całość na płytce stykowej może wyglądać następująco:

Testowanie przerzutnika bistabilnego

Po włączeniu zasilania jedna z diod (dowolna) powinna się już świecić. Zwierając odpowiednie pary przewodów możliwe będzie włączenie drugiej diody. Stan układu powinien się utrzymać nawet, jeśli przewody nie będą już zwarte. Przykład działania układu w praktyce:

Działanie przerzutnika bistabilnego w praktyce

Jak widać, układ ma dwa stany stabilne (świeci jedna lub druga dioda), więc zdecydowanie spełnia swoje zadanie i jest przerzutnikiem bistabilnym. O przerzutnikach można napisać bardzo dużo, bo są to niezwykle użyteczne układy. Nie będziemy się jednak nimi szerzej zajmować, bo wykraczają poza zakres tego kursu i jako początkujący zbyt prędko nie będziesz musiał zagłębiać się w ich temat.

Dlaczego po włączeniu układu świeci jedna dioda?

Układ jest symetryczny - składa się z dwóch identycznych kawałków. Dlaczego więc po włączeniu zasilania świeci się tylko jedna dioda, a nie obie (lub żadna)?

Każdy element jest inny. Dwa rezystory o tej samej wartości, czy dwa takie same tranzystory w praktyce różnią się realnymi parametrami pracy. Jeden tranzystor wzmacnia prąd odrobinę lepiej, a drugi trochę gorzej. Jeden rezystor stawia trochę większy opór, a drugi mniejszy.

Gdybyśmy mieli dostęp do idealnych elementów, to układ by nie działał. Na szczęście w praktyce jeden tranzystor zacznie przewodzić trochę szybciej, co zgodnie z zasadą działania tego układu doprowadzi do zatkania drugiego tranzystora. W efekcie zaświeci się tylko jedna dioda.

Dokładny opis działania tego układu nie jest zbyt prosty. Nie musisz się nim teraz zbytnio przejmować, na wszystko przyjdzie jeszcze czas! Jeśli chcesz, to opis działania analogicznego układu znajdziesz pod koniec siódmej części kursu lutowania.

Kurs lutowania – #7 – przerzutnik bistabilny, tranzystory
Kurs lutowania – #7 – przerzutnik bistabilny, tranzystory

Za nami lutowanie prostych elementów takich jak diody, czy rezystory.… Czytaj dalej »

W powyższym artykule znajduje się dokładnie omówione działanie przerzutnika bistabilnego. Zwróć tylko uwagę, że w opisywanym tam układzie wykorzystano inne wartości rezystorów. Nie wpływa to jednak na ogólny mechanizm działania przerzutnika.

Multiwibrator astabilny - kogut policyjny

Pora na kolejny projekt, który będzie bardzo podobny do wcześniejszego. Tym razem zmienimy trochę układ elementów, dodamy kondensatory i pozbędziemy się styków, które trzeba ręcznie zwierać. Dzięki temu powstanie układ migający dwiema diodami (niebieską i czerwoną), co będzie mogło symulować sygnały radiowozu!

Schemat budowane multiwibratora astabilnego

Układ taki nazywa się multiwibratorem astabilnym i pozwala wykonać wiele ciekawych urządzeń. Nasze miganie diodami to tylko jeden przykład. Nie będziemy jednak analizować działania tego układu, traktujemy go jako ciekawy projekt demonstrujący zastosowanie tranzystorów.

Pora zmontować całość na płytce stykowej, schemat montażowy układu może wyglądać tak:

Przykładowy schemat montażowy

Podczas składania układu trzeba zwrócić uwagę na odpowiednią polaryzację kondensatorów. Przykład realizacji układu w praktyce widoczny jest na poniższych zdjęciach:

Jeśli wszystko będzie poprawnie zmontowane, to po włączeniu zasilania, diody powinny zacząć migać na zmianę. Tak samo jak poprzednio, miganie zacznie się od "losowej" diody, a cały układ zadziała tylko dlatego, że używane elementy nie są idealne.

Przykładowy projekt zbudowany z wykorzystaniem tranzystorów

Koniecznie pochwalcie się w komentarzu, jeśli uda Wam się uruchomić opisywane tu projekty!

Czym są tranzystory typu MOSFET?

Na koniec pora na małe wtrącenie na temat innych typów tranzystorów. Na razie nie będziemy się nimi dokładnie zajmować, ale warto zdawać sobie sprawę z ich istnienia.

Dotychczas omówiliśmy tranzystory bipolarne, gdzie przepływ prądu kolektora jest zależny od prądu bazy. Oznacza to, że tranzystory bipolarne są sterowane prądowo. Istnieje inna grupa tranzystorów, gdzie płynący prąd zależy od wartości przyłożonego napięcia.

Mały tranzystor MOSFET oznaczony symbolem BS170 jest dołączony do naszego zestawu. Możesz więc zobaczyć, że wygląda on dosłownie identycznie jak omawiane już tranzystory bipolarne - jego działanie jest jednak całkowicie inne.

Przykładowe tranzystory MOSFET

MOSFETy nie mają emitera, bazy i kolektora, tylko, odpowiednio: źródło, bramkę i dren. Przykładając napięcie o wartości kilku-kilkunastu woltów między bramkę, a źródło (zwarte do masy), umożliwia się przepływ prądu między drenem, a źródłem. BS170 jest tranzystorem MOSFET z kanałem typu N, więc jego symbol wraz z opisem wyprowadzeń będzie następujący:

  • S - źródło (ang. source),
  • G - bramka (ang. gate),
  • D - dren (ang. drain).

Opis wyprowadzeń BS170

Zastosowanie tych tranzystorów w układach pobierających relatywnie niewielkie prądy (rzędu setek miliamperów) jest niewielkie, za to przy dużych prądach zyskują na znaczeniu właśnie dzięki temu, że do ich sterowania "nie jest potrzebny prąd". Na początku przygody z elektroniką raczej nie będziesz wykorzystywał MOSFETów, dlatego teraz uruchomimy prosty przykład bez zagłębiania się w szczegóły.

Przykładowe podłączenie, w którym możemy sterować diodą świecącą za pomocą tego tranzystora:

Przykładowy schemat montażowy oraz realizacja na płytce stykowej:

Na tym etapie informacje o MOSFETach można potraktować tylko jako ciekawostkę. Więcej informacji na temat tych elementów znaleźć można w ćwiczeniach z kursu elektroniki, poziom II:

Kurs elektroniki II – #5 – tranzystory unipolarne (MOSFET)
Kurs elektroniki II – #5 – tranzystory unipolarne (MOSFET)

Tranzystory bipolarne poznaliśmy wykonując kilka ćwiczeń praktycznych podczas I poziomu… Czytaj dalej »

Podsumowanie

Za nami kolejna część kursu, w której pokazane zostały inne zastosowania dla tranzystorów. Nie martw się, jeśli na tym etapie nie rozumiesz dokładnie jak działają pokazane tutaj układy. Najważniejsze, aby udało Ci się je poprawnie złożyć i uruchomić. W razie problemów pytaj w komentarzach, będzie nam również bardzo miło, jeśli napiszesz tam, czy wszystko przebiegło bez problemów!

Czy artykuł był pomocny? Oceń go:

Średnia ocena / 5. Głosów łącznie:

As you found this post useful...

Follow us on social media!

W kolejnej części kursu zajmiemy się pierwszymi układami scalonymi, które znaleźć można praktycznie w każdym urządzeniu elektronicznym. Mowa o stabilizatorach napięcia, dzięki którym możliwe jest dostarczanie napięcia zasilania, które nie zmienia się w zależności od obciążenia źródła.

Nawigacja kursu

Autor: Damian Szymański
Ilustracje: Piotr Adamczyk

bipolarny, kurs, kursElektroniki, mosfet, tranzystor