Kurs elektroniki – #7a – tranzystory bipolarne w praktyce

[fruity]

Obróciłem tranzystor o 180 stopni, teraz Uce wynosi dokładnie 45mV - czyli rzeczywiście musiałem zamienić. Byłem przekonany, że kolektor i emiter są zamienione względem NPN (bo PNP to odbicie lustrzane NPN, ale widocznie tyczy się to tylko biegunowości).

Czyli zgodnie z poniższym rysunkiem, kolektor zawsze jest pod 1, niezależnie od tego czy jest to NPN czy PNP?

Pisząc 1-1,1V miałem na myśli różnice dla pnp: Uce - Ube = 1-1,1V

[Elvis]

Emiter i kolektor to nie to samo. Między bazą jest w obu przypadkach złącze p-n, więc jeśli zamienimy emiter z kolektorem, tranzystor nadal działa, ale ma bardzo kiepskie parametry. Dlatego miałeś tak wysoki spadek Uce - wyszło ciekawe ćwiczenie 🙂

[fruity]

Dziękuję 🙂 Teraz jest to już jasne.

Obiecuję, że już ostatnie pytania w tym temacie 😋

1. Jak mogę obliczyć żądany prąd na kolektorze? Przypuśćmy, że chcę mieć 15mA. Nie mogę nigdzie znaleźć żadnej metody...

2. Rozumiem, że prądy jakie chcę uzyskać są ograniczone tylko wzmocnieniem prądowym beta (np. producent podaje beta 200-450)?

3. Dlaczego beta tranzystora, który powinien mieć tą wartość w przedziale 200-450, wychodzi 8,5? Chodzi o poprzednie zadanie (Ic/Ib = B, więc 7,3/0,58 = 8,5)

4. Jakie są praktyczne różnice pomiędzy stanem aktywnym, a nasyconym tranzystora?

5. Jeżeli prąd napotka rozgałęzienie, rozdziela się na mniejsze wartości zależne od oporu w danej gałęzi (chodzi o ampery). Jak to jest z napięciem? Dlaczego dla każdej gałęzi napięcie będzie wynosić tyle ile bateria daje na wejściu? Nie bardzo to rozumiem...

Dziękuję za odpowiedź i.. za cierpliwość przede wszystkim 😋

[Elvis]

Zadajesz trudne pytania, spróbuję odpowiedzieć na nie niejako od końca.

Przepływ prądu to uporządkowany ruch elektronów. Możesz je sobie wyobrazić jako mikro-piłeczki. Więc jak popłyną jedną stroną odgałęzienia, to drugą popłynie mniej. A tyle co wpływa, również wypływa z węzła - piłeczki nie pojawiają się, ani nie znikają. Dlatego prąd na rozgałęzieniu rozdziela się i w każdej gałęzi ma mniejsze natężenie.

W idealnym przewodniku napięcie jest takie samo w każdym punkcie. Tak już jest i chyba lepiej nie wnikać dlaczego - dlatego jeśli masz pod ręką idealne przewody i podłączysz je do baterii, każdy fragment przewodu ma identyczne napięcie. Rozgałęzienia są z takich idealnych przewodów, i dlatego napięcie się nie rozdziela - wszędzie jest takie samo.

A dlaczego tak jest? To praktycznie pytanie z zakresu filozofii - dlaczego elektrony się tak zachowują. Fizycznie w skali makro te zjawiska opisują równania Maxwella, a dokładniejszy opis zapewnia mechanika kwantowa... Tak czy inaczej od obu lepiej się trzymać z daleka (od wysokich napięć w sumie też).

Tranzystor bipolarny jest całkiem skomplikowanym urządzeniem - niby trzy nóżki to niewiele, ale zapewnia dużo możliwości i problemów. Moim zdaniem najłatwiej jest zrozumieć stany pracy tranzystora patrząc na jego charakterystykę, ale to na początek też bywa trudne. Znalazłem za to ładne wytłumaczenie na wikipedii: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tranzystor_bipolarny

• Stan aktywny, w którym prąd kolektora jest β razy większy od prądu bazy

• Stan nasycenia, w którym prąd bazy jest na tyle duży, że obwód kolektora nie jest w stanie dostarczyć prądu β razy większego. Napięcie kolektor-emiter spada wtedy do niewielkiej wielkości.

Pytanie numer 3 wynika z pewnego nieporozumienia - beta wyznacza maksymalny prąd. Ale układ który jest do tranzystora podłączony może takiego prądu nie być w stanie dostarczyć (np. zasilacz za słaby), albo odebrać. Ta druga sytuacja jest w Twoim przypadku. Spróbuj odłączyć tranzystor, zostawić tylko diodę i rezystor podłączone do baterii - przecież to jest maksymalny prąd, więcej nie popłynie, tranzystor nie jest w stanie "wpompować" więcej prądu. Dlatego obliczanie bety nie ma tu sensu i wychodzi jakby wzmocnienie było niewielkie.

To przy okazji odpowiada na pytanie 2 - prąd jest ograniczony wieloma czynnikami, a obliczenia za pomocą bety to tylko górna granica.

Natomiast co do pytania 1, na to nie znajdziesz odpowiedzi, bo tak się nie robi. Wzmocnienie prądowe bardzo silnie zależy od egzemplarza (każdy tranzystor ma inne), ale i od innych czynników, np. temperatury. Więc takie obliczenia nie miałyby sensu. Układy dostarczające określony prąd konstruuje się wykorzystując ujemne sprzężenie zwrotne.

[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

[fruity]

Dziękuję za odpowiedź 🙂

Teraz już wszystko rozumiem 😃

[brtk93]

Dlaczego podłączając diodę za tranzystorem NPN (za wyjściem emitera) świeci ona gorzej, czyli płynie tam niższy prąd?

[Treker (Damian Szymański)]

brtk93, a dlaczego podłączasz ją za emiterem 🙂? Kwestia różnicy w podłączeniu "obciążenia" (tutaj diody) do kolektora/emitera pojawiała się już kilka razy w tym temacie. Zerknij na poprzednie strony komentarzy - znajdziesz tam kilka wyjaśnień 😉

[totek-23]

Co oznacza że tranzystor jest nasycony, a co oznacza że jest nienasycony i jak to się ma do pojęć otwarty, zamknięty?

[Treker (Damian Szymański)]

totek-23, pytanie to "przewijało się" już kilka razy we wcześniejszy komentarzach. Czytałeś je już 🙂? Z czym dokładnie masz jeszcze problem - daj znać, to łatwiej będzie wyjaśnić 😉

[Laskovic]

Witam,

pozwolę i sobie zabrać głos na forum. Otóż, podlączyłem elementy według schematu (pytanie czy tutaj nie lezy problem), nastepnie wzialem sie za dokonywanie pomiarów:

Napięcia zmierzyłem przykładając miernik do nóżek, elementu odpowiednio 3,5V kolektor -> emiter i 0,66V baza -> emiter. Następnie odłączyłem nóżke jednego z rezystorów 10kΩ odczyt 0,51mA, następnie nóżkę od diody, zmierzyłem 83 mA.

Co robię zle?:/

[Philip]

Prąd widzę, że źle zmierzyłeś. Nie wiem, który prąd chciałeś zmierzyć, ale tak jakby między kolektorem i bazą.

Prąd bazy mierzysz pomiędzy rezystorem 10k, a bazą, a prąd kolektora między rezystorem 1k, a kolektorem. Dodam jeszcze, że prad bazy jest zwykle o kilka razy mniejszy od prądu kolektora. Oczywiście szeregowo podlączasz amperomierz. 😃

Napięcia jakieś dziwne ci wyszły. Napięcie baza - emiter powinno wyjść większe od kolektor - emiter. Pamiętaj, że mierząc miernikiem możesz dotknąć tylko jedna ręką nóżki elementu, bo pomiar nieprawdziwy wychodzi.

Inna sprawa, na twoim miejscu zainwestowałbym w krokodylki. Nimi łatwiej wykonuje się pomiary. Przynajmniej nie trzymasz sond w rękach.

[Karll]

Ja borykam się z takim problemem, przez niego nie wychodzą mi żadne układy. Czy mógłby ktoś wyjaśnić różnicę pomiędzy tymi połączeniami? Wg. mnie są one identyczne - połączone szeregowo ale wynik pomiarów mówi, że są to całkiem różne połączenia:

Chodzi o część połączenia szeregowego dioda - rezystor 10K, bo w tym przypadku w przy jednym połączenia tak jakby pomija rezystor.

[Belferek]

Każesz zgadywać i analizować sposób podłączenia swoich kabelków - elektronicy posługują się schematami.

Narysuj i pokaż schemat.

Pozdrawiam

[Karll]

Stworzyłem taką grafikę, która przedstawia obrazowo moje pytanie. Schemat by nic nie rozwiązał.

Przy tak podłączonym układzie:

Natężenie pomiędzy rezystorem, a diodą wynosi ok. 0,6mA

Jeśli do układu dodaję rezystor 10k, w postaci połączenia szeregowego w miejscu, które przedstawiam na obrazku to natężenie dalej wynosi ok. 0,6mA - tak jakby tego dodawanego rezystora w ogóle nie uwzględniało.

Dlaczego tak się dzieje?

[Belferek]

Bo ten dodatkowy rezystor jest zwarty przez szynę "+" płytki stykowej więc tak jakby go nie było, a co do schematów to podstawa - narysuj sobie schemat i sam zobaczysz bezsens takiego podłączenia tego dodatkowego rezystora.

Pozdrawiam