Kurs elektroniki – #7a – tranzystory bipolarne w praktyce

[Strogg]

Dnia 21.08.2020 o 08:20, Gieneq napisał:

@Strogg tak dokładnie tak. Można sterować w obie strony: albo zamykać że tak ujmę od przodu, albo od końca. To jakbyś postawił tamę na rzece - nieważne gdzie, czy za puntem pomiarowym czy przed, przepływu i tak nie będzie.

Hmm. Trochę mi to przypomina działanie bramki logicznej w informatyce.

 

Wydaje mi się, że ten przykład z kursu miał tylko za zadanie pokazać, że to faktycznie działa, bo do gaszenia-zapalania diody można wykorzystać przecież jakiś wlącznik.

[Treker (Damian Szymański)]

7 godzin temu, Strogg napisał:

Wydaje mi się, że ten przykład z kursu miał tylko za zadanie pokazać, że to faktycznie działa, bo do gaszenia-zapalania diody można wykorzystać przecież jakiś wlącznik.

@Strogg w tym konkretnym przypadku tak, ale jeśli zamiast diody mielibyśmy coś, co pobiera większy prąd (np. mocniejszą diodę), a całość miałaby być sterowana za pomocą programu wgranego np. na Arduino to przełącznik nic tu nie da, a bezpośrednio podłączenie takiej diody do Arduino uszkodziłoby układ. Tranzystor umożliwiłby poprawną pacę takiego układu.

[Leander]

Następny odcinek za mną. Robi się to już dla mnie skomplikowane o tyle, że jak czytam sobie cały wątek na forum, to czasem mam w głowie "o co chodzi, skąd to wiadomo, jak ci ludzie wiedzą, że to zadziała tak a nie inaczej" :). Trochę przesadzam i wiem też doskonale, że te eksperymenty to pierwszy krok, a wyczucie i zrozumienie to kwestia praktyki. Nie planuję kariery w elektronice :), czasem chciałbym po prostu wiedzieć, co mogę podłączyć do Raspberry, żeby wyjść poza programowanie (które mnie głównie interesuje).

Ale do rzeczy.

W pomiarach dla NPN wyszło mi podobnie, jak w kursie, to nie będę pisał. Napiszę tylko o jednej ciekawostce. Po wypięciu z bazy opornika i rozłączeniu kabli, dioda słabo się świeci, gdy zetknę końcówki kabli (od plusa i od bazy) na palcu. Ja jestem opornikiem. A dlaczego dioda się świeci, gdy dotykam tylko kabla od bazy?

Przy PNP musiałem na spokojnie pomyśleć, co połączyć z czym. I połączyłem: bazę z minusem przez opornik 10K, kolektor z minusem przez diodę i rezystor 1K, emiter z plusem. Wyszło:

Ube: 0,72V

Uce: 0,03V

Ic: 6,46mA

Ib: 0,85mA

Poczytałem forum, znalazłem odpowiedzi na kilka pytań (np. niemożliwość policzenia prądu na kolektorze dla zadanego prądu na bazie), ale trochę problemów sprawia mi - również na poziomie nazewniczym - nasycenie (swoją drogą i emiter mnie w nazwie zmylił ).

1. Stan aktywny jest przed stanem nasycenia i wtedy beta jest prawdziwe. Stan nasycony (nasyciła się baza) to sytuacja, w której prąd dopływający do bazy nie może być "przeliczony" na kolektorze zgodnie z beta, bo źródło takiego prądu na kolektorze nie jest w stanie dać. Zgadza się to?

2. Jeśli się zgadza, to czy można o którymś stanie powiedzieć, że jest "lepszy"? Czy przy aktywnym mamy komfort szacowania prądu na kolektorze zgodnie z betą, czy tak nie myśleć?

Edytowano Grudzień 19, 2020 przez Leander

[marek1707]

10 minut temu, Leander napisał:

A dlaczego dioda się świeci, gdy dotykam tylko kabla od bazy?

Jak już zauważyłeś, wystarczy bardzo mały prąd wpływający do bazy npn (lub wypływający z bazy pnp) by w kolektorze coś się pojawiło. Skoro LED potrafi bździć przy 100uA (struktura półprzewodnikowa robi się jakby podświetlonym sześcianem, trudno tu mówić o świeceniu całej diody), to w bazie wystarczy w takim razie 1uA. Gdy zwierasz palcem bazę do zasilania, to dajesz jej dużo więcej i ten przypadek jest prosty. Płynie prąd stały i wprowadza tranzystor w stan aktywny. W przypadku dotykania tylko bazy, tranzystor ma do czynienia z pojemnością całego Ciebie - jesteś okładką kondensatora. Drugą jego stroną są wszechobecne kable sieci 230VAC. I chociaż tworzy to naprawdę małą pojemność, to wysokie napięcie robi swoje i 50Hz płynie sobie przez "powietrze" (w końcu to prąd zmienny) do bazy. Tranzystor "otwiera się" tylko na prąd w jednym kierunku więc dioda nie świeci światłem ciagłym jak przy palcu, tylko raczej mruga w wybranych przez dany typ tranzystora połówkach okresu sieci: dodatnich w przypadku npn i ujemnych dla pnp. Gdybyś pomachał tym LEDem albo poruszał głową (razem z oczami), powinieneś zamaist ciągłej linii światła zobaczyć kreskowaną, przerywaną okresami ciemności.

1. Tak. Recz jasna przejście ze stanu aktywnego do nasycenia to nie skok z dachu. Dzieje się to powoli, gdzieś od napięć U_CE rzędu 1V w dół. Bo zauważ, że z punktu widzenia tranzystora "głodzenie" jego kolektora (tj. dostarczanie niewystarczającego prądu I_C) objawia się spadkiem napięcia U_CE To powinno być oczywiste gdy spojrzysz na opornik w kolektorze. Im prądu kolektora płynie więcej tym większy spadek na rezystorze obciążenia a coraz mniejszy na samym tranzystorze (połączenie szeregowe, suma napięć jest stała).

2. Żaden nie jest lepszy, bo każdy ma wady i zalety. Stan aktywny to wzmacniacze, niektóre generatory, filtry, całe radio, całe audio itp, słowem układy analogowe. Stany nasycenia i zatkania to typowy przełącznik dwustanowy: generatory sygnałów prostokątnych, układy logiczne, klucze włączające różne obciążenia (żarówki, LEDy, silniki, przekaźniki, inne bloki jakiegoś większego systemu) a także modulatory PWM i prostowniki synchroniczne w przetwornicach DCDC. Zauważ, że dwa skrajne stany tranzystora (nasycenie i zatkanie) nie istnieją w próżni z dala od siebie. Pomiędzy nimi jest stan aktywny i w układach dwustanowych tranzystor chcąc nie chcąc musi przez niego "przejechać". Gdy robimy tego typu układ staramy się, by przejście było jak najszybsze, bo tranzystor w stanie aktywnym jest grzałką a tego nie chcemy. Z kolei robiąc wzmacniacz analogowy, stany skrajne sa naturalnymi ograniczeniami konstrukcji. Nie chcemy aby tranzystor tam wpadał i obijał się o bandę, ale zbyt duży sygnał może spowodować nasycenie lub zatkanie takiego stopnia i wtedy na wyjściu mamy obcięcia sygnału, wzrost zniekształceń itd. - tego też nie chcemy. Co do szacowania prądu: tak, w stanie aktywnym możesz to zrobić, ale przecież nie znasz wzmocnienia każdego tranzystora a co gorsza jest ono zmienne, w zależności choćby od prądu kolektora. A ponieważ producenci nie są w stanie zrobić tranzystorów o dokładnie określonym wzmocnieniu, to projektując układ który bazuje na jakiejś jego wielkości byłbyś skazany na wybieranie dwóch sztuk ze sporej kupki albo zapłacenie (producentowi?) by zrobił to za Ciebie. Obecnie co najwyżej możesz kupić tranzystor danego typu (nie każdego) z jednej z kilku grup wzmocnienia:

https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/BC807_BC807W_BC327.pdf

W tabelce "Quick reference data" masz grupę nieoznaczoną (najtańsza) i grupy oznaczone przyrostkiem -16, -25 i -40 dopisanym do typu tranzystora i dla każdej z nich dostajesz widełki wzmocnienia h_FE. Z tego powodu układy tranzystorowe rzadko projektuje się na konkretne wzmocnienie tego elementu a raczej na minimalne, przy którym określone parametry będą zachowane. Przykładowo stopień wzmacniacza robisz tak, by jego wzmocnienie było określone opornikami i jest ono zwykle dużo mniejsze niż wzmocnienie samego tranzystora. I teraz ze wzorów wychodzi, że im tranzystor w takim układzie będzie miał wzmocnienie większe, tym wzmocnienie całego stopnia będzie bliższe temu co wyznaczyłeś opornikami. I liczysz to tak, by np. utrzymać wzmocnienie stopnia dla tranzystrów lepszych niż np. 150. Wtedy nada się każdy egzemplarz mający i 300 i 200, ale już śmieć z betą 60 - nie.

[jugen07]

Witam ponownie. Wszystko szło rewelacyjnie do momentu zadania domowego. Zmieniłem tranzystor na pnp, zmierzyłem napięcia i zacząłem mierzyć prądy. Ku mojemu zdziwieniu, po przyłożeniu sond dioda zaczęła lekko świecić lecz multimetr pokazywał cały czas zero. Złożyłem układ jeszcze raz, zmieniłem tranzystor, złożyłem z powrotem układ z tranzystorem npn i okazało się, że miernik przestał mierzyć prąd . Powiedzcie co robię źle bo to już drugi zdefektowany multimetr podczas tego kursu. Jak tak dalej pójdzie to go nie skończę albo wydam fortunę na zakupy kolejnych urządzeń. Mój elektroniczny entuzjazm prysł jak bańka mydlana...

Rozkręciłem multimetr. Oba bezpieczniki wyglądają ok.

Edytowano Grudzień 29, 2020 przez jugen07
Rozkręcenie multimetru

[Gieneq]

Dnia 29.12.2020 o 21:43, jugen07 napisał:

lekko świecić lecz multimetr pokazywał cały czas zero.

@jugen07 a jaki miałeś ustawiony zakres? Bo lekkie świecenie może być już przy niecałym 1mA

Możesz sprawdzić jeszcze sondy, szarpnij troche za kable czy nie wypadną.

Edytowano Grudzień 31, 2020 przez Gieneq

[Treker (Damian Szymański)]

Dnia 29.12.2020 o 21:43, jugen07 napisał:

Powiedzcie co robię źle bo to już drugi zdefektowany multimetr podczas tego kursu. Jak tak dalej pójdzie to go nie skończę albo wydam fortunę na zakupy kolejnych urządzeń. Mój elektroniczny entuzjazm prysł jak bańka mydlana...

Rozkręciłem multimetr. Oba bezpieczniki wyglądają ok.

To coś podejrzane  Najlepiej pokaż co i jak mierzysz. Chyba jeszcze nie było tutaj przypadku, aby  ktoś uszkodził jakoś sam miernik (pomijając ewentualne przepalenie bezpiecznika). Jeśli w Twoim przypadku niby uszkodziły się już aż 2 mierniki to chyba trzeba poszukać głębszej przyczyny. Może jednak coś źle mierzysz? Pokaż to sprawdzimy.

[Luqash]

Witam, mam pewien problem. Otóż, zawsze robię tak, że jak widzę jakiś schemat to staram się go utworzyć na płytce tak jak ja to widzę. Tak było też tutaj, zrobiłem własny układ i LED nie chciał się zapalić. Przeanalizowałem wszystko dokładnie i nie zauważyłem błędu. Następnie sprawdziłem jak to zostało 'zamontowane' na płytce w kursie. Połączenia wyglądały wg mnie tak samo, tylko moje były dłuższe (użyłem więcej przewodów do łącznie każdego elementu układu. Po zapoznaniu się z układem zrobiłem raz jeszcze układ po swojemu z mniejszą liczbą przewodów (o jednego mniej) i układ zadziałał... Kiedy dokładam jeden przewód przed lampką LED, nic się nie świeci... Dlaczego tak się dzieje? Testowałem kilka przewodów i za każdym razem to samo. Załączam dwa zdjęcia. Na pierwszym widać jak LED świeci gdy bezpośrednio wpięty jest do plusa, a na drugim zdjęciu dołożyłem między LED'a a plusa przewód i nic nie świeci. Proszę o pomoc, zaznaczam, że dopiero zaczynam swoją przygodę z elektroniką i jestem zielony...

[szymon812]

@Luqash Na drugim zdjęciu dioda jest źle podłączona. Anoda i katoda diody są podłączone do tego samego potencjału (obie są podłączone do plusa) więc nie ma przepływu prądu. Polecam przeczytać ten artykuł, powinien wyjaśnić sprawę  https://forbot.pl/blog/jak-dziala-plytka-stykowa-zdjecia-budowa-przyklady-id21978

Edytowano Styczeń 23, 2021 przez szymon812

[Luqash]

47 minut temu, szymon812 napisał:

@Luqash Na drugim zdjęciu dioda jest źle podłączona. Anoda i katoda diody są podłączone do tego samego potencjału (obie są podłączone do plusa) więc nie ma przepływu prądu. Polecam przeczytać ten artykuł, powinien wyjaśnić sprawę  https://forbot.pl/blog/jak-dziala-plytka-stykowa-zdjecia-budowa-przyklady-id21978

aaa, już mi się rozjaśniło! dzięki serdeczne za szybką odpowiedź teraz mogę dalej lecieć z kursem

[loogra]

Hej,

również zmontowałem układ z tranzystorem PNP. Wyniki wyszły następujące:

• Ube: 0,739 V
• Uce: 0,038V
• Ic: 8,24mA
• Ib: 0,98mA

Pytania:

1. nie wiem czy te natężenia prądu na kolektorze i bazie nie są jakieś za duże ?  
2. dlaczego kiedy przekręcam tranzystor PNP BC556 o 180 stopni, to dioda nadal świeci ? 

  

[Treker (Damian Szymański)]

@loogra dioda świeci, bo zamieniasz wtedy miejsca emiter z kolektorem. Wspomnieliśmy o tym w skrócie pod nagłówkiem "Podłączenie obciążenia do emitera". Na tym etapie nauki najlepiej jednak trzymać się jednej wersji, bo inne układy pracy tranzystora (bo tak to się nazywa) to trochę bardziej zawiły temat

[Tomasz2000]

Witam wszystkich bardzo serdecznie ! 
Nie wiem czy ktoś to też zauważył, czy ja źle rozumiem jako niedoświadczony elektronik. Mianowicie wydaje mi się, że jest błąd wyprowadzeń na obrazku 
"Opis wyprowadzeń tranzystora BC546
(po lewej widok od dołu, czyli od strony nóżek)"
Dokładniej nóżki są na obu widokach inaczej oznaczone. Po lewej kolektor to po prawej emiter i odwrotnie. 
Ale mogę się mylić :), dlatego prosiłbym o odpowiedź.

[Gieneq]

@Tomasz2000 witam na forum  

8 godzin temu, Tomasz2000 napisał:

Mianowicie wydaje mi się, że jest błąd wyprowadzeń na obrazku

Nie, tą grafikę właśnie specjalnie poprawiliśmy, bo mogła się kojarzyć z fritzingiem, gdzie element widoczny jest od góry, a nóżki są widoczne "na przestrzał". Dlatego masz dopisane widok od dołu.

Kolektor jest na obu po lewej stronie patrząc na płaską część obudowy mając nóżki skierowane do dołu.

[Tomasz2000]

14 godzin temu, Gieneq napisał:

@Tomasz2000 witam na forum  

Nie, tą grafikę właśnie specjalnie poprawiliśmy, bo mogła się kojarzyć z fritzingiem, gdzie element widoczny jest od góry, a nóżki są widoczne "na przestrzał". Dlatego masz dopisane widok od dołu.

Kolektor jest na obu po lewej stronie patrząc na płaską część obudowy mając nóżki skierowane do dołu.

Tak, jednak myliłem się. Dziękuje za rozwianie wątpliwości i odpowiedź  !
Nie zauważyłem wcześniej podpisu i źle na to patrzyłem.