Skocz do zawartości
Komentator

Kurs elektroniki - #7 - tranzystory w praktyce

Pomocna odpowiedź

Suuuuper, bardzo dziękuję za odpowiedź, wszystko jasne! 😃

edit:

Czyli rozumiem, że włożenie jakiegokolwiek opornika który ograniczy prąd Ic do mniejszego niż wynikało by ze wzmocnienia tranzystora spowoduje jego nasycenie, tak?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

"..opornika który ograniczy prąd Ic do mniejszego niż wynikało by ze wzmocnienia tranzystora.." jakie ma on dla danego prądu bazy.

Tak, z definicji stan w którym tranzystor nie jest w stanie wciągnąć do kolektora takiego prądu jaki potrzebuje nazywamy nasyceniem.

Pamiętaj, że wejście do tego stanu nie jest skokowe i nie wygląda jakbyś zderzył się z betonową ścianą. Zależność Ic=β*Ib zaczyna poważnie odstawać gdzieś przy napięciu Uce rzędu 100-300mV (zależy od tranzystora) i pogarsza się coraz bardziej w miarę wzrostu prądu bazy. Napięcie Uce co prawda wciąż maleje, ale już nieliniowo i osiąga nawet jakieś 50mV dla małych tranzystorów i w sumie niewielkich prądów Ic.

Może w ramach pracy domowej pomierz kilka różnej wielkości tranzystorów dobierając tak Rc by np. wejść w nasycenie przy prądzie np. 0.01*Icmax i 0.50*Icmax. Zobacz jak wyglądają prądy Ib przy Uce poniżej 500mV - to tam β zaczyna się zapadać..

Pomiary dla dużych prądów kolektora, gdy tranzystor nie jest w pełnym nasyceniu powinny być krótkie albo trzeba zaopatrzyć go w radiator, bo już Ic=0.5A przy Uce=6V daje 3W ciepła a tego może nie wytrzymać "na pusto" nawet duża obudowa TO220. Oczywiście prąd do bazy możesz pompować stale - to prawie nie robi mocy (Ib*0.6V to zwykle jest bardzo mało), ale napięcie na opornik kolektorowy musisz załączać tylko na chwilę. Wystarczy, że dopniesz się woltomierzem na Uce. Znając poziom zasilania (musi być stabilizowane) i wartość Rc łatwo policzysz prąd Ic.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Naprawdę nawet nie wiesz jak jestem wdzięczny za takie odpowiedzi, w końcu zrozumiem rzeczy dla mnie nie zrozumiałe. Najwyższy szacunek - tak poważnie, mając porównanie z np. innym znanym forum.. Ale do meritum!

Dla małych prądów (< 10% Ic_max) raczej będzie takie jak zmierzone miernikiem - on też mierzy przy bardzo małym prądzie (np. Ic=1mA). Im będziesz tranzystor bardziej obciążął, tym wzmocnienie będzie spadać i to znacznie. Dla Ic_max może to być już tylko np. 20% początkowego.

Rozumiem, że chodzi o Ic_max katalogowe?

czy tu

(np. Ic=1mA).
chodzi o Ib? Jeżeli nie, to mógłbyś wyjaśnić jak miernik mierzy przy małym prądzie kolektora..on nie daje prądu na bazie? Czy chodziło Ci o to, że daje taki prąd bazy, aby osiągnąć max taki na kolektorze jak podałeś, czyli Ic=1mA?
Im będziesz tranzystor bardziej obciążął
- obciążał w sensie pobieranego/dawanego Ic, tak?

Czy Icmax jest ograniczeniem fizycznym? Cały czas myślałem, że jest to max prąd, aby nie spalić tranzystora, natomiast chciałem sobie szybko puścić - wynikało by z wyliczeń - 237mA na kolektorze, a jedyne ile przeszło to 112mA. Zastanawiam się, czy wynika to z mniejszej Bety przy tym prądzie, czy po prostu jest to ograniczenie fizyczne. Mógłbym do tego dojść w sumie sam, gdyby nie zasilanie przez baterię - nie chcę puszczać większego prądu na bazę.

Tranzystor był daleki od nasycenia, bo Uce=6,95V, stąd wnioskuję, że spowodowane było to spadającym wzmocnieniem tranzystora. Nie używałem opornika Rc.

Przerobiłem część z tego co mówiłeś, a dlaczego część o tym dalej, narazie zostawiam tutaj dane - jakby ktoś w przyszłości chciał też to sprawdzać.

dla 0.01Icmax wszystko poszło w porządku.

Katalogowe Icmax to 100ma dla BC546, stąd chciałem Ic=1mA

Uz-Urc-Uce=0 Przyjąłem trochę nieładnie że Uce=0, skoro się nasyca(zamiast przyjąc to~50mV), stąd Ic= 5/5kOm = 1mA

Żeby tranzystor się nasycił, potrzebujemy, aby "chciał mieć" większy Ic niż pozwala na to opornik, stąd IbB>1mA =>Ib>0,0036mA.

Uce = 30mV

A teraz niestety fura rzeczy, które nie do końca mi się zgadzają i których nie potrafię sobie wyjaśnić.

1. Uz=5V

Rc=100Om

Rb=40kOm

Budowałem go z ciekawości, jak układ się zachowa - z jednej strony mamy Ib*B=28,7mA a zrugiej Icmax=Uz/Rc - tutaj Icmax w sesnie - Ic które wystąpi będzie niewiększe, bo nie wziąłem pod uwagę Uce.

Dostałem Ic = 21,6mA - czy ten wynik spowodowany jest spadkiem współczynnika wzmocnienia, a rezystor 100Om na kolektorze na nic nie wpływa jeśli chodzi o wartość prądu Ic?

(oprócz tego, że mniejsze napięcie odłoży się na Uce, bo część na tym właśnie rezystorze. Wnioskowałbym, że spadek napięcia na Rc powoduje mniejszy prąd Ic, ale jednak - napisałem niżej - dla przypadku bez rezystora Rc również dostaje za mały prąd Ic niż by to wynikało z obliczeń.)

Uce=2,28

Oprócz tego wychodząc z oczkowego prawa Kirchoffa: Uz-Urc-Uce=0, mam:

5-Ic*100Om - 2,28 =0 -> Ic=27,2mA co nie zgadza się ani z tym co zmierzyłem, ani z tym co bć powinno biorąc pod uwagę Ib=0,1mA. Czy mógłbyś mi to rozjaśnić?

Dalej uznałem, że skoro prąd i tak jest ustalany przez prąd bazy, bez względu na Rc, to wyjąłem opornik i ..dostałem troszkę inne wyniki:

Ic=23,2mA - Pytanie powiązane z tym powyżej - czy jednak opornik pełnił jakąś funkcję, jednak ja nie potrafię tego policzyć, czy niewielki wzrost prądu spowodowany jest...no w sumie, czym?

Oczywiście mamy większe Uce=4,25

Kolejne rzeczy które naprawdę psują mi krew, bo nie potrafię za nic tego wyjaśnić:

Chciałem uzyskać nasycenie przy 0.5Icmax, czyli przy Ic=50mA

Policzyłem, że aby to uzyskać potrzebuję Ib>0.18mA

Policzyłem sobie: Uz-Urb-Ubep=0, stąd Ib=(5V-0,7)/20kOhm = 0,217mA

Ale nie dostaję tyle. Nie potrafię tego wyjaśnić i okrutnie mi to działa na nerwy. Nie mam zielonego pojęcia skąd t różnica .Dostaję 0,175mA.

Wyniki mam niższe od spodziewanych zarówno dla niższego jak i dla wyższego niż w.w. prąd bazy :/

Żeby tego było mało, przy takim prądzie bazy, mierzę sobię(inny przykład): Uce=1,18V Ib=0,156mA Ic=31,5, super.

A teraz sprawdzam: Uz-Urc-Uce=0, stąd Ic=(5V-1,18V)/100Ohm = 38,1mA

Czy to jest tak, że ze względu na za mały prąd bazy tranzystor mi się nie nasycił, przez co rezystor na nic nie wpływa, z czego Ic dostajemy z zależności Ic=B*Ib ? Tylko wtedy powinien wynosić ok. 44mA. Czy mam to zwalić znów na spadek hFE?

Jaki jest sens stosowania Rc, skoro mozemy pewien prąd uzyskać za pomocą odpowiedniego prądu bazy - czy może chodzi o to żeby był niezależny od prądu bazy, czy mooże jescze jakas inna magia? Zastnawiałem się nad stratami mocy, ale to przeciż wychodzi na to samo, tylko, że moc odłoży się na oporniku. O co z tym chodzi?

Nie do końca rozumiem dlaczego tranzystor zmniejsza Uce, aby uzyskać odpowiedni prąd bazy. Zachowuje się jakby był "inteligentny". Czy to zjawisko ma jakąś nazwę, z czym jest związne - nie wiem nawet czego szukać.

Z góry dzięki, jeśli by Ci się chciało odpowiaać na tego kolosa...bardzo chcialbym zrozumieć elektronikę, a takie rzeczy które nie wychodzą, to mogę chyba tak - poprzez pytanie kogoś bardziej doświadczonego.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Mam pewien problem związany z układem z tranzystorem BC546B pracującym w tym kursie jako przełącznik. Przepraszam za brak rysunków i schematów, za dnia postaram się powrzucać.

Otóż potrzebny mi był taki tranzystorowy "LED driver", czyli w przypadku BC546B podłączyłem zasilanie DC 5V, emiter do masy, a na bazę chciałem podać sygnał z generatora (opartego na układzie 555, ten najprostszy). Po podłączeniu do oscyloskopu i obliczeniu wyszło mi koło 3,4 kHz i taki też sygnał z generatora podłączyłem do bazy. W tym momencie pojawił się problem. Sygnał z generatora 555, jak to w 555, wychodzi prostokątny i przełącza się między 0 a . Po podejrzeniu (mówię cały czas o tym z tego poradnika:

/blog/wp-content/uploads/2015/05/tranzystory3-650x397.png

)

napięcia na diodzie okazało się, że w takt sygnału z generatora:

1) kształtuje się sygnał, który przypomina cykliczne ładowanie i rozładowanie kondensatora (zdjęcia dodam za dnia, tak jak wspomniałem) i te oscylacje są rzędu kilkuset woltów pick-pick

2) i ten sygnał jest jeszcze podwyższony o składową stałą.

Czyli nie uzyskałem mrugania diody w takt generatora, a zamiast tego po prostu diodę świecącą bez przerwy i z lekkimi oscylacjami.

Pytanie, z czego to może wynikać? Niewłaściwy dla tranzystora prąd bazy (zachowałem tam 10k rezystor Rb)

Pozdrawiam

Krzysiek

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Witam. Podczas robienia jednego z doświadczeń z waszego kursu a dokładnie tego pierwszego z ,,Proste wykorzystanie tranzystora" miałem problem taki że po podłączeniu tak samo jak na zdj. dioda nie chciała mi się świecić mimo że wszystko dobrze podłączyłem i podobierałem ( chyba 😉 ).

Dołączam film na którym wykonuje to doświadczenie jeżeli ktoś zauważy błąd proszę o poinformowanie https://youtu.be/phGmoO2xEvg .

Z góry dziękuje. 😉

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Karoplas, zacznijmy od tego, że już w pierwszym ruchu jest błąd, ponieważ plus od baterii wpinasz w miejsce na płytce stykowej oznaczone jako masa. Mam wrażenie, że diodę również wpinasz odwrotnie (pozostałych połączeń nie sprawdzam, bo już i tak wszystko się myli przez odwrotne podłączenie zasilania). Sprawdź jeszcze raz wszystko na spokojnie 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Cześć,
nie rozumiem tej części artykułu:

Aby nie wdawać się w szczegóły obliczeniowe, możesz przyjąć, że użycie rezystora 10kΩ umożliwia sterowanie obciążeniami pobierającymi nie więcej niż ok. 60mA,...

Żeby zależności te były prawdziwe należy przyjąć, że mowa jest o tranzystorach mających wzmocnienie prądowe o wartości 200 lub więcej (czyli, na przykład, grupy B i C według wskazanego fragmentu katalogu), a układy zasilane są napięciem 5V.

Ic=Ib * Beta = 5/10k * 200 = 100mA, a nie 60mA.

Te 60mA zostało przyjęte tak 'na oko', ze względu na to, że obciążenie będzie miało jakąś rezystancję, która ograniczy Ic?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

MateuszX, przekazałem Twoje pytanie, do autora kursu. Jego odpowiedź jest następująca. Wartość prądu 100 mA, to wartość teoretyczna, przy której tranzystor będzie w stanie nasycenia. W praktyce trzeba przyjąć naddatek, czyli "wtłoczyć w bazę" większy prąd, niż minimalny wymagany do jej nasycenia.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Podłączałem bazę-do VCC-w tranzystora NPN bez rezystancji i dioda LED lepiej świeciła niż nawet z najmniejszą rezystancja, nie wiem czym to jest spowodowane, może jakoś źle układ połączyłem, prosiłbym o pomoc 🙂

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

roman, witaj na forum. Liczy się to, jakie prądy płyną w układzie. Zasilania diody bez rezystora (lub przez zbyt mały rezystor) prowadzi do jaśniejszego świecenia diody, ale równocześnie narażasz się na uszkodzenie poszczególnych elementów (przez zbyt duży prąd). Równie dobrze możesz podłączyć LED bezpośrednio do baterii - wtedy popłynie jeszcze większy prąd, dioda zaświeci bardzo jasno i... ulegnie nieodwracalnemu uszkodzeniu 😉 Polecam podczas testów mierzyć jakie prądy płyną w układzie.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Cześć,
muszę przyznać, że tranzystory to ciekawe elementy:)

Postanowiłem, że sprawdzę jak zmieniają się wartości Ic w zależności od Rb.

Poniżej schemat i tabela z wartościami+wykres:

Uzasilania teoretyczne to takie jak bateria daje, a zmierzone to te na opornikach na lini do bazy.

Wolę nawet nie próbować co by było jakbym dał 330Ω na linii do bazy:)

Przy 1000Ω widoczny był delikatny przeskok/iskra:)

Nie wiem jakie dokładnie wnioski z tego powinny wypływać🙂

Wnioski:

-wraz ze wzrostem prądu na bazie rośnie prąd na kolektorze.

-spadek prądu na kolektorze powoduje wzrost β ( przy oporze 15k Ω tranzystor był w stanie aktywnym???)

...

Pytania:

Czy dobrze policzyłem moc jaka odkłada się na tranzystorze? Wziąłem napięcie z Uke i prąd z kolektora. Czy powinienem wziąć sumę napięć na tranzystorze, czyli Ube +Uke +Ubk??

Przy oporze 1kΩ tranzystor bardzo się nagrzał🙂 To jest związane z dużą mocą jaka odkłada się na tranzystorze??Z tego co widziałem to w katalogu ten tranzystor ma moc 500mW czyli to jest jego wartość przy jakiej pracuje najlepiej??

Jak mam obliczyć prąd bazy? Ponieważ jeżeli biorą napięcie zasilania czyli te 8,9 V (zmierzone) i podzielę to przez opór to wychodzą mi inne wartości niż te zmierzone.

Jak dla tranzystora lepiej, w stanie aktywnym czy nasycenia?🙂

Pozdrawiam 🙂

PS. Zapomniałem dorysować mA przed opornikiem do pomiaru Ibazy.

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Artykuł spoko, ale nie kumam paru rzeczy:

1) fragment o nasyceniu tranzystora:

"...tranzystor wszedł w stan nasycenia. Jest to moment, kiedy przez kolektor płynie prąd mniejszy, niż wynikałoby to ze współczynnika β (...) policzmy, jaki prąd powinien płynąć przez kolektor, aby nie był on nasycony". (wyszło między 172 a 362 mA) "Tymczasem, przez kolektor płynie zaledwie 7mA, ponieważ ogranicza go rezystor 1kΩ. Gdyby go tam nie było, przez kolektor popłynąłby wielki prąd,ale skończyłoby się to zniszczeniem diody, tranzystora, a może nawet baterii."

Moje pytania:

- czyli jakie z tego wnioski? Że zawsze należy dobierać rezystory przy Ic tak, żeby Ic mieściło się w przedziale wynikającym z działania β*Ib? Czy może trzeba jakoś sterować prądem przy Ib tak, żeby Ic było w w/w przedziale?

2) Fragment o kluczu NPN i PNP:

- Dlaczego na rysunku jest 5V i rezystor 360 Om? Mamy baterię 9V, więc dobrałem rezystor 1k, tak jak we wczesniejszym przykładzie - czy słusznie?

- wnioski z ćwiczenia - rozumiem, że istotne jest, żeby podać do bazy napięcie dodatnie albo ujemne. Ale też, jak rozumiem, wyjścia emitera i kolektora można podpinać zamiennie do plusa albo minusa, nie ma to znaczenia (wtedy działa w reverse mode?) Czyli jak rozumiem ta strzałka na symbolu nie wskazuje kierunku przepływu prądu, tylko wewnętrzny przepływ elektronów w tranzystorze?

- w związku z tym jaka jest różnica w zastosowaniu pomiędzy NPN a PNP - czy tylko w polaryzacji prądu na bazie, a poza tym to to samo?

- czy istotne jest, żeby dioda którą sterujemy zawsze była po stronie kolektora? W końcu w przykładzie z NPN to na emiterze jest większy prąd?

Sorry jeśli to noobowskie pytania, ale mimo przeszukania internetów nie dokopałem się jeszcze do odpowiedzi (wszędzie tylko ogólna teoria).

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

ziggy1234, witam na forum 🙂 Wybacz, że od razu nie odpowiem na wszystkie pytanie, ale nie chcę robić zamieszania... Właśnie tworzymy serię artykułów, w której "dopowiadamy" pewnie informacje z kursów. Między innymi zajmiemy się tam tematami, o które pytasz - np.: czy jest różnica, gdzie znajdzie się sterowny element (po stronie kolektora, czy emitera). Mam nadzieję, że te artykuły wyjaśnią wątpliwości. Na ten moment polecam lekturę artykułu z Wikipedii, który prosto tłumaczy różne konfiguracje pracy tranzystora: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tranzystor_bipolarny#Uk.C5.82ady_pracy

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...