Kurs elektroniki – #7b – projekty z tranzystorami, MOSFET-y

[Gość]

Kłaniam się. Kurs jest super, zamówione zestawy także.  Bawię się świetnie, dziękuję 🙂

Piszę, ponieważ lekko zaciąłem się na schematach i przykładowej realizacji w sekcji 7b. Chodzi o miejsce, gdzie wykorzystuje się tranzystor MOSFET BS170. Według dołączonych tablic, trzymając tranzystor ściętym bokiem do siebie, posiada on wyprowadzenia od lewej: S, G, D. Korzystając z w/w tablic i przedstawionych w kursie (7b) schematów pt. "Bramka podłączona do dodatniego potencjału" oraz "Bramka podłączona do masy", odwzorowałem na płytce stykowej działające układy (tj. dioda świeciła). W kursie (pod schematami) zauważyłem jednak przykłady realizacji, które różniły się od moich - mianowicie tranzystor jest na nich odwrócony o 180 stopni. Sprawdziłem i taka konfiguracja również działa. Dlaczego? Dobrze rozumiem, że w takim układzie kolejność elementów nie ma znaczenia? Nie bijcie, to moja pierwsza styczność z elektroniką w życiu 🙂

Edytowano Grudzień 26, 2020 przez Gość

[Kirigaya_Ryuu]

Warto było poświęcić jedną diodę dla multiwibratora, spaliła się dla większego dobra xD

[marek1707]

@Leander

1. OK, rozumiemy.

2. Na diodzie zrobiło się "prawie wszystko", na tranzystorze raczej mało (reszta z "wszystko" ale przecież nie zero (500mV?)) a całość przeżyła z powodu słabości baterii. Bo to ona jest "wszystko" w tym układzie i pewnie napięcie jej zdechło (spadek na rezystancji wewnętrznej) do 3.5V? Bo raczej niemożliwe jest napięcie 9V było na LED, prawda?

3. Układ jest w zasadzie(*) poprawny. Wartość R6 powinna być taka, by przez niego płynący prąd bazy T5 umożliwiał wejście tego tranzystora w nasycenie. A to zależy od przyjętego jego prądu kolektora i jakiegoś przyjętego minimalnego wzmocnienia. Niestety R6 nie jest sterowany bezpośrednio z plusa tylko przez LED1 i R1 więc prąd bazy T5 będzie (9V-V_{F_LED1}-V_{BE_T5})/(R1+R6) przy założeniu, że kondensator (ten bez oznaczenia) nie pobiera już swojego prądu ładowania. 

4. Dobrze myślisz. Stwarzasz "oboczną" drogę dla prądu LED1, wokół T5. Jeślłi on jest nasycony, zestaw LED1+R1 ma od góry 9V a "od dołu" widzi kilkaset mV napięcia nasycenia T5. Gdy ten się zatyka, ten sam zestaw ma do masy opornik 1k + złącze B-E T5. LED1 praktycznie gasnąć nie będzie.

(*) Generalnie popełniasz jeden błąd. Nie dostrzegasz bowiem faktu, że układ przerzutnika astabilnego w tej formie ma wyjście niesymetryczne. Zapominając o LEDach umieszczonych w kolektorach (mogą tam zostać tylko oporniki 10k i to jest forma kanoniczna tego przerzutnika, LEDy to tylko wskaźniki prądu) i patrząc na taki układ z zewnątrz widać, że wyjście (węzeł kolektora lewego lub prawego tranzystora) nie wygląda tak samo gdy jest w stanie wysokim i niskim. Popatrz: do stanu wysokiego (do +9V) wyjście jest ciągnięte przez rezystory kolektorowe 10k a do stanu niskiego przez potężne złącza C-E tranzystorów. Próba pobrania np. ok. 1mA w stanie wysokim (czyli obciążenie kolektora do masy opornikiem 10k) spowoduje, że napięcie wyjściowe spadnie od razu z 9V mierzonych "na pusto" do 4.5V (a prąd do 0.45mA). Co gorsza, zmienią sią warunki pracy całości, pewnie trochę częstotliwość itd. Wniosek: wyjście tego przerzutnika w stanie wysokim jest strasznie słabe (ma rezystancję wewnętrzną 10k) i nie powinieneś go obciążać niczym "odsysającym" prąd z węzła kolektora do masy, bo to ten prąd będzie musiał przejść opornik kolektorowy 10k. To rozwiązanie jest z góry skazane na porażkę. A teraz: w stanie niskim kolektor tranzystora jest w zasadzie "zwarty" do masy. Jest tam wtedy pewnie ze 100-200mV i możesz tam wepchnąć 100mA a napięcie prawie się nie zmieni. Wniosek 2: obciążenie takiego układu powinno "wisieć" na plusie zasilania i próbować "wepchnąć" prąd do wyjścia, czyli w kolektor tranzystora. Przykład: mając kanoniczny przerzutnik z opornikami 10k bez diodek dajesz dodatkowy opornik - powiedzmy 1k - od któregoś kolektora do plusa. Zwiększyłeś prąd w jednym z kolektorów 10-krotnie i prawie żadnej zmiany zachowania się układu. Nadal dostajesz na tym kolektorze ładny prostokąt napięcia o poziomach praktycznie 0-9V a prąd w nowym oporniku to aż 9mA. Tak samo możesz włączyć klucz tranzystorowy: bierzesz pnp, emiter wieszasz mu na +9V a w bazie opornik szeregowy 10k podłączasz do kolektora jednego z tranzystorów przerzutnika. Wtedy odbiornik mocy (dioda LED i jej opornik) są podpięte od kolektora pnp do masy. Takie obciążenia ten przerzutnik lubi. Spróbuj to narysować i ew. zadać kolejne pytania. Generalnie wyjścia układów mogą być symetryczne (np. wzmacniacze operacyjne, większość bramek cyfrowych, słynny układ 555) lub nie. I wtedy trzeba zastanowić się jaki jest najlepszy sposób podłączenia obciążenia do takiego wyjścia.

[Treker (Damian Szymański)]

17 godzin temu, lkkula napisał:

Kłaniam się. Kurs jest super, zamówione zestawy także.  Bawię się świetnie, dziękuję 🙂

@lkkula witam na forum, miło słyszeć, że kurs się podoba 🙂

17 godzin temu, lkkula napisał:

Chodzi o miejsce, gdzie wykorzystuje się tranzystor MOSFET BS170. Według dołączonych tablic, trzymając tranzystor ściętym bokiem do siebie, posiada on wyprowadzenia od lewej: S, G, D.

Z której dokładnie grafiki wyciągnąłeś taki wniosek? Pytam, bo nie wiem czy dobrze rozumiem zwrot "ściętym bokiem do siebie". Jeśli chodzi Ci o to, że patrzysz na układ od tej strony, gdzie jest wypisany symbol tranzystora to od lewej mamy D, G, S 🙂

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Gość]

17 minut temu, Treker napisał:

@lkkula Z której dokładnie grafiki wyciągnąłeś taki wniosek? Pytam, bo nie wiem czy dobrze rozumiem zwrot "ściętym bokiem do siebie". Jeśli chodzi Ci o to, że patrzysz na układ od tej strony, gdzie jest wypisany symbol tranzystora to od lewej mamy D, G, S 🙂

O rany, racja. Źle odczytałem ten obrazek (identyczny jest na tablicy nr 13 w tym zestawie). Przecież ewidentne wskazane jest, że grafika pokazuje rzut od dołu. Nie spodziewałem się tego i też to przeoczyłem. Nie było w takim razie tematu, wszystko jest w najlepszym porządku 🙂

Przy okazji - przyznam że część o tranzystorach była dla mnie dość trudna, czytałem ją kilka razy. Zabrakło mi wytłumaczenia co oznacza "N", a co "P". Nie wiem na ile to co znalazłem w sieci jest prawdziwe, ale z tych informacji wynika, że to po prostu "negatywny" i "pozytywny". Tak też łatwo zapamiętałem co należy przyłożyć do wyprowadzenia "G". Skoro mamy NPN, to do "G" trzeba przyłożyć pozytywny, czyli plus. W PNP negatywny, czyli minus. Czy ta logika jest prawidłowa?

[Treker (Damian Szymański)]

3 minuty temu, lkkula napisał:

Przy okazji - przyznam że część o tranzystorach była dla mnie dość trudna, czytałem ją kilka razy. Zabrakło mi wytłumaczenia co oznacza "N", a co "P". Nie wiem na ile to co znalazłem w sieci jest prawdziwe, ale z tych informacji wynika, że to po prostu "negatywny" i "pozytywny". Tak też łatwo zapamiętałem co należy przyłożyć do wyprowadzenia "G". Skoro mamy NPN, to do "G" trzeba przyłożyć pozytywny, czyli plus. W PNP negatywny, czyli minus. Czy ta logika jest prawidłowa?

@lkkula to raczej bardzo złe wytłumaczenia. Opisywanie N i P jako negatywne i pozytywne to bardzo mylące porównanie, które doprowadzi do wielu nieporozumień, bo nie ma to wiele wspólnego z plusem i minusem baterii itd. Specjalnie nie zagłębialiśmy się w ten temat, bo jest on bardzo zawiły i nie potrzebny na początku. Mówiąc w skrócie chodzi tu o domieszkowanie, czyli "dodawanie" odpowiednich atomów do struktury półprzewodnika. Cytując Wikipedię, półprzewodnik typu N:

Cytat

Wprowadzenie domieszki dającej nadmiar elektronów (w stosunku do półprzewodnika samoistnego) powoduje powstanie półprzewodnika typu n, domieszka taka zaś nazywana jest domieszką donorową („oddaje elektron”). W takim półprzewodniku powstaje dodatkowy poziom energetyczny (poziom donorowy) położony w obszarze pasma wzbronionego niewiele poniżej poziomu przewodnictwa lub w samym paśmie przewodnictwa.

Półprzewodnik typu P:

Cytat

Wprowadzenie domieszki dającej niedobór elektronów (w stosunku do półprzewodnika samoistnego) powoduje powstanie półprzewodnika typu p, domieszka taka zaś nazywana jest domieszką akceptorową („przyjmuje elektron”). W takim półprzewodniku powstaje dodatkowy poziom energetyczny (poziom akceptorowy) położony w obszarze pasma wzbronionego niewiele nad poziomem walencyjnym, lub w samym paśmie walencyjnym

Więcej na ten temat przeczytasz tutaj: https://pl.wikipedia.org/wiki/Półprzewodniki

Tematyka ta jest jednak bardzo trudna i właściwie (to moja prywatna opinia) nie ma potrzeby, aby na początku zagłębiać się w takie tematy. W przypadku tranzystorów wystarczy na początku zapamiętać różnicę działania między NPN i PNP (konkretnie to, jaki potencjał jest potrzebny na bazie danego tranzystora, aby zaczął on przewodzić).

[Gość]

2 minuty temu, Treker napisał:

@lkkula to raczej bardzo złe wytłumaczenia. Opisywanie N i P jako negatywne i pozytywne to bardzo mylące porównanie, które doprowadzi do wielu nieporozumień, bo nie ma to wiele wspólnego z plusem i minusem baterii itd. Specjalnie nie zagłębialiśmy się w ten temat, bo jest on bardzo zawiły i nie potrzebny na początku. Mówiąc w skrócie chodzi tu o domieszkowanie, czyli "dodawanie" odpowiednich atomów do struktury półprzewodnika.

(...)

W przypadku tranzystorów wystarczy na początku zapamiętać różnicę działania między NPN i PNP (konkretnie to, jaki potencjał jest potrzebny na bazie danego tranzystora, aby zaczął on przewodzić).

Czyli dobrze, że zapytałem. Dziękuję raz jeszcze za wyjaśnienie. Z wrodzonej dociekliwości poczytam na ten temat, ale bez ciśnienia. Będę po prostu traktował je na ten moment jako dwa osobne typy warstw o oznaczeniach "N" i "P". Zabieram się powoli za drugą część kursu, bo już na mnie czeka 🙂

[Treker (Damian Szymański)]

@lkkula w pierwszej wersji kursu zagłębialiśmy się w ten temat, ale efekty były odwrotne - większość osób zupełnie nie rozumiała tej tematyki. Dlatego po kilku latach, przy okazji odświeżenia kursu, specjalnie "pozbyliśmy się" części omawiającej dokładniej budowę wewnętrzną tranzystorów.

Powodzenia w dalszych eksperymentach 🙂

[Leander]

18 godzin temu, marek1707 napisał:

pewnie napięcie jej zdechło (spadek na rezystancji wewnętrznej) do 3.5V? Bo raczej niemożliwe jest napięcie 9V było na LED, prawda?

Pewnie 🙂 masz rację, ale nie jest to dla mnie oczywiste (zwłaszcza że sąsiedni obwód, fragment rezystor i dioda przy tranzystorze mają w tym czasie spadek ok. 9V). Czy dioda nie jest w stanie przetrzymać krótkotrwałego impulsowego potraktowania za dużym napięciem? W kursie jest animacja, na której dioda się pali dostając za duże napięcie w sposób ciągły. Czy po takim krótkim przekroczeniu ona wraca do swojego stanu "mniej więcej" pierwotnego, czy jest to z wyraźną szkodą dla jej trwałości?

 

18 godzin temu, marek1707 napisał:

Wniosek: wyjście tego przerzutnika w stanie wysokim jest strasznie słabe (ma rezystancję wewnętrzną 10k) i nie powinieneś go obciążać niczym "odsysającym" prąd z węzła kolektora do masy, bo to ten prąd będzie musiał przejść opornik kolektorowy 10k

Nie wiem, czy dobrze rozumiem to sformułowanie. "Wyjście jest słabe" - mówisz o tym, co oznaczyłem R6? Mówiąc o odsysaniu prądu z kolektora do masy masz na myśli to, że R6 i (dalej) T5 zabierają prąd od tranzystora T1 (gdy jest nasycony, bo gdy jest zatkany, to mu chyba nie przeszkadza ten R6)?

Ogólnie - jest to dość trudne dla mnie. Rozumiem, że ten cały multiwibrator był pewnym przykładem przy okazji, że jest rzeczą trochę "ponad" standard kursu i w sumie zakładam, że praktyczne zrozumienie go przyjdzie może wraz z praktycznym wykorzystaniem (o ile u mnie takie kiedykolwiek nastąpi). Zatem na razie staram się na poziomie teoretycznym załapać tyle, ile się da.

 

Podpiąłem sobie jeszcze równolegle do LED5 i R5 kondensator, żeby ładniej gasło :).

Edytowano Grudzień 27, 2020 przez Leander

[nostis]

Niestety próbowałem samodzielnie połączyć układ, bez sugerowania się już złożonym i niestety przez to spaliły mi się te dwie diody, w tym jedna niebieska xD

[Gieneq]

@nostis witam na forum 🙂 

No cóż, kiedyś trzeba coś spalić żeby później już nie palić 😉 teraz wiesz czego nie robić.

[MAGNET]

Nie wiem czy ktoś miał podobny problem (nie wertowałem ośmiu kart, więc jeśli się powtórzyło to przepraszam), ale w moim przypadku zapalały się obydwie diody, niezależnie od tego co bym nie zrobił. Okazało się, że obydwa kondensatory były naładowane. Wystarczyło, że przytknąłem je na chwilę do rezystora i cały układ zaczął działać.

Piszę to tylko dlatego, że ktoś może mieć ten sam problem i liczę, że ta odpowiedź będzie rozwiązaniem 🙂

[Blazej30]

Witam mam taki problem i nie wiem co robię źle. Po złożeniu układu obie diody cały czas świecą a jak zewrze masę to tylko przygasa jedna z diod  co może być przyczyną ?

[Gieneq]

@Blazej30 witaj na naszym forum 🙂 

4 godziny temu, Blazej30 napisał:

przygasa jedna z diod  co może być przyczyną ?

A jak odłączysz wraca do poprzedniego stanu?

Najlepiej dorzuć zdjęcie układu.

[Blazej30]

A jak odłączysz wraca do poprzedniego stanu?@Gieneq

Tak wraca.