Таблица 4.9. Параметры светоднодов

Тип светодиода

Параметр

Стандартный Стандартный Высокоэф- Высококп фективный тенетный

Лиаметр, мм Максимальный прямой ток, мА

Типичное эпачение прямого тока, мА Типичное значение прямого напряжения, В Максималыюе обратное напряжение, В МаксималЫ1ая рассеиваемая мощность, мВт Длина волны излучения, нм

Te&iuva 4.10. Сопротивления последовательно включенных резисторов

Сопротивление резисторов. Ом

Питающее напряже-----

ние, в маломощных.

/пр = 5 МА

стандартных, пр = 10 А

мощных,

/ р = 20 МА

Ближайшее стандартное значение сопротивления резистора равно 1,2 кОм. Рассеиваемая резистором мощность

Р = ни-Up) = 15 .18.8 = 280 мВт.

Таким образом, следует выбрать резистор, рассчитанный на мощность 0,33 Вт или больше.

Небольшие замечания и советы

Помните, что обратное напряжение порядка 5 В может вывести свето-ffsojxm строя.

При питании злектронного оборудования от автомобильного аккумулятора следует выбирать индикаторные светодиоды минимальной мощности для сохранения ресурса аккумулятора.

Если у вас несколько светодиодов, то их лучше включать последова-хельно, а не параллельно, для того чтобы яркость свечения была одинаковой. Правда, это возможно только тогда, когда питающее напряжение достаточно ве.тико.

Желтые и зеленые светодиоды имеют меньшую светоотдачу, чем красные. Поэтому №1Я выравнивания интенсивности свечения целесообразно включать в их цепи резисторы с разными сопротивлениями (раз.шчия составляют 10-15 %).

Рис. 4.16. Схема включения светодиода в цепи с переме1Н1ЫМ напряжением питания

Um(<50%)

На рис. 4.16 показана простейшая схема индикации переменного напряжения. Диод 1N4148 защищает светодаод от возможности появления большого обратного напряжения.

Глава 5 ТРАНЗИСТОРЫ

Типы транзисторов

Слово транзисторе происходит от двух слов; transfer и resistor, что означает передающий резистор . Смысл этого названия заключается в том, что можно управлять током, протекающим в одной цепи (выходной), с помощью тока, протекающего в другой цепи (входной). Поскольку транзистор - трехэлектродный прибор, один из его электродов всегда является общим для обеих цепей.

Транзисторы различаются по принципу действия: они бывают &шо-лярные (управляемые током) и униполярные или полевые (управляемые напряжением); вьпюлняются из различных материалов (гер.маний или кремний) и характеризуются различными областями применения (общего назначения, переключательные, генераторные, низкочастотные. Высокочастотные и т.д.).

Низкочастотные транзисторы - это приборы, предназначенные дпя работы на частотах не более 100 кГц.

Высокочастотные транзисторы - это приборы, предназначенные для работы на частотах более 100 кГц.

Мощные транзисторы - это приборы, предназначенные дпя передачи в нагрузку значительной электрической мощности. Обычно выделяются приборы, работающие в диапазоне звуковых частот и радиочастот.

Переключательные транзисторы - это приборы, предназначенные для работы в импульсных устройствах.

Малошумящие транзисторы - это приборы, предназначенные для работы во входных каскадах усилителей малых сигналов.

Высоковольтные транзисторы - зю приборы, предназначенные для работы в цепях высокого напряжения.

Маркировка транзисторов

В соответствии с европейской системой классификации обозначение транзистора состоит из двух букв и трех цифр (приборы общего применения) или трех букв и двух цифр (приборы специального применения) . Первая буква характеризует материал, из которого сделан тиристор: А - германий; В - кремний. Вторая буква обозначает область применения прибора: С - маломощный низкочастотный прибор; D - мощный низкочастотный прибор; F - маломощный высокочастотный прибор; L - мощный высокочастотный прибор. Третья буква в обозначении транзисторов специального применения не несет смысловой нагрузки.

Пример 5.1. Транзистор AF115 - общего назначения, германиевый, маломощный, в ысокочасютный.

Транзистор ВС108 - общего назначения, кремниевый, маломощный, низкочастотный.

Транзистор BD135 - общего назначения, кремниевый, большой мощности, низкочастотный.

Траюистор BEY50 - специального назначения, кремниевый, маломощный, высокочастотный.

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисюры могут быть изготовлены из кремния или германия и в соответствии с чередованием слоев полупроводника бывают р-п~р- или п-р-п-типов (рис. 5.1). В любом случае электроды называются база, эмиттер и коллектор (рис. 5.2) . Кремниевые транзисторы имеют значительно лучшую температурную стабильность по сравнению с германиевыми приборами и применяются в подавляющем большинстве случаев.

Слой полупроводника, соответствующий базе транзистора, заключен между слоями эмиттера и коллектора. Он принципиально имеет очень

База (в)

Слой-,

окисла (изолятор)

Метал-. лазация

Слой окисла (изолятор)

Металлизация

Эмиттер (£)

п р [ п \

Ваза (В) Эмиттер (Е)

..Коллектор (X)

р \jj

КЧЧ\ЧЧ\\Уч\Ч

..Коллектор (К)

Рис. S.I. Структуры л-р-л- (в) ир-п-р-транзисторов (ff)

а) £

Рис. 5.2. Символы биполярных транзисторов :

а - л-р-п-транзистор; б - р-п-р-

транзистор О Ю го lb W\ Uci.b

Рис. S.3. Семейство коллекторных вольт-амперных характеристик типичного маломощного л-р-л-транзистора

малую ширину по сравнению с длиной свободного пробега электрона. Ток базы очень мал по сравнению с токами эмиттера и коллектора. Отношение этих токов равно нескольким десяткам. У транзистора п-р-п-типа напряжения коллектор - эмиттер и база - эмиттер положительные, а у транзистора р-и-р-типа - отрицательные. В транзисторе всегда выполняется соотношение

1е =в*

где /£ - ток эмиттера; - ток базы; Iq - ток коллектора.

На рис. 5.3 показано семейство статических волы-амперных коллек. торных характеристик ?!-р-п-трапзистора, снятых при включении ео по схеме с общим эмиттером.

Параметры биполярного транзистора

Отношение токов транзистора является мерой его эффективности как усилителя сигнала. Чаше всего комментируются параметры, относящиеся к включению транзистора с общим эмиттером. В этом случае входным параметром является ток базы, а выходным параметром -ток коллектора.

Коэффициент усиления тока в схеме включения с обши.м эмиттером

Св

В данном случае h/rg - это гибридный параметр, характеризующий усиление тока при болыиом сигнале (отношение постоянных составля ющих), а /с и Ig - соответственно токи коллектора и базы. Малосш нальное значение коэффициента усиления тока А определяется как отношение малых приращений А1(- и Alg (в пределе - это производная) , т.е.

Для получения очень больших значений коэффициента усиления ioki. применяется соединение транзисторов по схеме Дарлингтона (рис. 5.4). В этом случае удается получить усиление тока до нескольких тысяч

Рис. 5.4. Символы составного транзистора:

а - и-р-п-структура; в - р-п-р-структура

Другими важнейшими параметрами транзистора являются следующие: Icmax ~ максимальный ток коллектора; U(-eo - максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при разомкнутой цепи базы транзистора; UgQ - максимальное напряжение между коллектором и базой при разомкнутой цепи эмиттера; U-j - максимальное напряжение межу коллектором и эмиттером при заданном сопротивлении R между базой и эмиттером; Рс, ах - максимальная мощность, рассеиваемая транзистором; /у - частота, на которой И = I.

Характерные значения межэлектродных напряжений транзистора

Во всех схемах линейных усилителей напряжения (или тока), например во всех усилителях звуковоспроизводящих устройств, транзисторы работают в линейномрежимс. При этом в цепи протекают постоянные токи электродов, имеющие некоторое среднее значение, например, равное половине возможного максимального значишя- Напряжение между коллектором и эмиттером при этом также приблизительно равно половине возможного максимального значения.

Напряжение между базой и эмиттером кремниевого транзистора сос-хавляет прибдшзительно 0,6 В (у германиевого транзистора 0,1 В). В случае и-р-и-транзистора коллектор и база положительны относительно эмиттера, а у р-и-р-транзистора они отрицательны. На рис. 5.5 приведены возможные значения межэлектродных напряжений для низковольтных транзисторов.

В табл. 5.1-5.9 приведены параметры транзисторов раз.чичных типов.

Пример 5.2. Ток эмиттера транзистора равен 98 мА, а ток коллектора 97 мА. Рассчитайте ток базы и hp£. Основное соотношение токов в транзисторе записывается следующим образом:

Поэтому 1в =1е ~ с =98 -97= 1 мА,

Пример 5.3. Транзистор предполагается использовать для регулирования тока нагрузки 1,5 А с помощью управляющего тока 30 мА. Определите требуемое значение hj,-£ транзистора.

Получаем

1500 30

= 50.

Пример 5.4. Транзистор работает в составе линейного усвдителя. Известно, что его И = 175, hp£ = 200, постоянный ток коллектора Ic = 10 мА. Рассчитайте постоянный ток базы и изменение тока коллектора при колебании тока базы на 10 мкА.

Рис. 5.5. Напряжения между электродами маломош)1ого транзистора, работающего в линейном режиме

-г -г =э