Circuits électroniques de base expliqués - Guide du débutant en électronique

L'article ci-dessous traite de manière exhaustive de tous les faits, théories et informations de base concernant le fonctionnement et l'utilisation des composants électroniques courants tels que les résistances, les condensateurs, les transistors, les MOSFET, les UJT, les triacs, les SCR.

Les divers petits circuits électroniques de base expliqués ici peuvent être appliqués efficacement comme blocs de construction ou des modules pour créer des circuits à plusieurs étages, en intégrant les conceptions les unes aux autres.

Nous commencerons les tutoriels avec des résistances et essayerons de comprendre leur fonctionnement et leurs applications.

Mais avant de commencer, résumons rapidement les différents symboles électroniques qui seront utilisés dans les schémas de cet article.

Comment fonctionnent les résistances

Le fonction des résistances est d'offrir une résistance au flux de courant. L'unité de résistance est Ohm.

Lorsqu'une différence de potentiel de 1 V est appliquée à travers une résistance de 1 Ohm, un courant de 1 Ampère sera forcé à travers, selon la loi d'Ohm.

La tension (V) agit comme la différence de potentiel à travers une résistance (R)

Le courant (I) constitue le flux d'électrons à travers la résistance (R).

Si nous connaissons les valeurs de deux de ces 3 éléments V, I et R, la valeur du 3ème élément inconnu pourrait être facilement calculée en utilisant la loi d'Ohm suivante:

V = I x R, ou I = V / R, ou R = V / I

Lorsque le courant traverse une résistance, il dissipera la puissance, qui peut être calculée à l'aide des formules suivantes:

P = V X I, ou P = I^deuxx R

Le résultat de la formule ci-dessus sera en watts, ce qui signifie que l'unité de puissance est le watt.

Il est toujours crucial de s'assurer que tous les éléments de la formule sont exprimés avec des unités standard. Par exemple, si nous millivolt est utilisé, alors il doit être converti en volts, de même les miliamps doivent être convertis en ampères, et les milliohm ou kiloOhm doivent être convertis en Ohms lors de la saisie des valeurs dans la formule.

Dans la plupart des applications, la puissance de la résistance est de 1/4 watt 5%, sauf indication contraire pour des cas particuliers où le courant est exceptionnellement élevé.

Résistances en série et connexions parallèles

Les valeurs de résistance peuvent être ajustées à différentes valeurs personnalisées en ajoutant des valeurs assorties dans des réseaux en série ou en parallèle. Cependant, les valeurs résultantes de ces réseaux doivent être calculées avec précision à l'aide des formules ci-dessous:

Comment utiliser les résistances

Une résistance est normalement utilisée pour courant limite à travers une charge série telle qu'une lampe, une LED, un système audio, un transistor etc. afin de protéger ces appareils vulnérables des situations de surintensité.

Dans l'exemple ci-dessus, le courant à travers la LED pourrait être calculé en utilisant la loi d'Ohm. Cependant, la LED peut ne pas commencer à s'allumer correctement jusqu'à ce que son niveau de tension directe minimum soit appliqué, qui peut être n'importe où entre 2 V et 2,5 V (pour la LED ROUGE), donc la formule qui peut être appliquée pour calculer le courant à travers la LED sera être

I = (6 - 2) / R

Diviseur de potentiel

Les résistances peuvent être utilisées comme diviseurs potentiels , pour réduire la tension d'alimentation à un niveau inférieur souhaité, comme illustré dans le schéma suivant:

Cependant, de tels diviseurs résistifs peuvent être utilisés pour générer des tensions de référence, uniquement pour des sources à haute impédance. La sortie ne peut pas être utilisée pour faire fonctionner une charge directement, car les résistances impliquées rendraient le courant significativement bas.

Circuit du pont de Wheatstone

Un réseau de ponts de Wheatstone est un circuit utilisé pour mesurer les valeurs de résistance avec une grande précision.

Le circuit fondamental d'un réseau de pont Wheatsone est illustré ci-dessous:

Les détails de fonctionnement du pont de Wheatstone et la façon de trouver des résultats précis en utilisant ce réseau sont expliqués dans le diagramme ci-dessus.

Circuit de pont de précision Wheatstone

Le circuit en pont de Wheatstone représenté sur la figure ci-contre permet à l'utilisateur de mesurer la valeur d'une résistance inconnue (R3) avec une très grande précision. Pour cela, le calibre des résistances connues R1 et R2 doit également être précis (type 1%). R4 doit être un potentiomètre, qui pourrait être étalonné avec précision pour les lectures prévues. R5 peut être un préréglage, positionné comme un stabilisateur de courant à partir de la source d'alimentation. La résistance R6 et le commutateur S1 fonctionnent comme un réseau shunt pour assurer une protection adéquate du compteur M1. Pour lancer la procédure de test, l'utilisateur doit ajuster R4 jusqu'à ce qu'une lecture zéro soit obtenue sur le compteur M1. La condition est, R3 sera égal à l'ajustement de R4. Dans le cas où R1 n'est pas identique à R2, alors la formule suivante pourrait être utilisée pour déterminer la valeur de R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Condensateurs

Les condensateurs fonctionnent en stockant une charge électrique dans un couple de plaques internes, qui forment également les conducteurs terminaux de l'élément. L'unité de mesure des condensateurs est Farad.

Un condensateur évalué à 1 Farad lorsqu'il est connecté à une alimentation de 1 volt sera en mesure de stocker une charge de 6,28 x 10¹⁸électrons.

Cependant, dans l'électronique pratique, les condensateurs des Farads sont considérés comme trop gros et ne sont jamais utilisés. Au lieu de cela, des unités de condensateur beaucoup plus petites sont utilisées telles que picofarad (pF), nanofarad (nF) et microfarad (uF).

La relation entre les unités ci-dessus peut être comprise à partir du tableau suivant, et ceci peut également être utilisé pour convertir une unité en une autre.

• 1 Farad = 1 F
• 1 microfarad = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 picofarad = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Charge et décharge du condensateur

Un condensateur se charge instantanément lorsque ses fils sont connectés à une alimentation en tension appropriée.

Le processus de charge peut être retardé ou rendu plus lent en ajoutant une résistance en série avec l'entrée d'alimentation, comme illustré dans les schémas ci-dessus.

Le processus de décharge est également similaire mais dans le sens inverse. Le condensateur se décharge instantanément lorsque ses fils sont court-circuités ensemble. Le processus de décharge pourrait être ralenti proportionnellement en ajoutant une résistance en série avec les conducteurs.

Condensateur en série

Les condensateurs peuvent être ajoutés en série en connectant leurs conducteurs les uns aux autres comme indiqué ci-dessous. Pour les condensateurs polarisés, la connexion doit être telle que l'anode d'un condensateur se connecte à la cathode de l'autre condensateur, et ainsi de suite. Pour les condensateurs non polaires, les fils peuvent être connectés de n'importe quelle façon.

Lorsqu'il est connecté en série, la valeur de la capacité diminue, par exemple lorsque deux condensateurs de 1 uF sont connectés en série, la valeur résultante devient 0,5 uF. Cela semble être tout le contraire des résistances.

Lorsqu'il est connecté en série, il ajoute la tension nominale ou les valeurs de tension de claquage des condensateurs. Par exemple, lorsque deux condensateurs de 25 V sont connectés en série, leur plage de tolérance de tension s'additionne et augmente à 50 V

Condensateurs en parallèle

Les condensateurs peuvent également être connectés en parallèle en joignant leurs fils en commun, comme indiqué dans le schéma ci-dessus. Pour les condensateurs polarisés, les bornes avec des pôles identiques doivent être connectées les unes aux autres, pour les bouchons non polaires, cette restriction peut être ignorée. Lorsqu'ils sont connectés en parallèle, la valeur totale résultante des condensateurs augmente, ce qui est exactement le contraire dans le cas des résistances.

Important: Un condensateur chargé peut maintenir la charge entre ses bornes pendant une période beaucoup plus longue. Si la tension est suffisamment élevée dans la plage de 100 V et plus, cela peut provoquer un choc douloureux si les fils sont touchés. Des niveaux de tension plus petits peuvent avoir suffisamment de puissance pour même faire fondre un petit morceau de métal lorsque le métal est amené entre les fils du condensateur.

Comment utiliser les condensateurs

Filtrage du signal : Un condensateur peut être utilisé pour filtrage des tensions de plusieurs manières. Lorsqu'il est connecté à une alimentation CA, il peut atténuer le signal en mettant à la terre une partie de son contenu et en autorisant une valeur moyenne acceptable à la sortie.

Blocage DC: Un condensateur peut être utilisé en série pour bloquer une tension continue et y faire passer un contenu alternatif ou continu pulsé. Cette fonction permet aux équipements audio d'utiliser des condensateurs à leurs connexions d'entrée / sortie pour permettre le passage des fréquences audio et empêcher la tension CC indésirable d'entrer dans la ligne d'amplification.

Filtre d'alimentation: Les condensateurs fonctionnent également comme Filtres d'alimentation CC dans les circuits d'alimentation. Dans une alimentation électrique, après le redressement du signal CA, le CC résultant peut être plein de fluctuations d'ondulation. Un condensateur de grande valeur connecté aux bornes de cette tension d'ondulation entraîne une filtration de quantité significative faisant que le CC fluctuant devient un CC constant avec des ondulations réduites à une quantité déterminée par la valeur du condensateur.

Comment créer un intégrateur

La fonction d'un circuit intégrateur est de façonner un signal d'onde carrée en une forme d'onde triangulaire, à travers une résistance, un condensateur ou Réseau RC , comme indiqué dans la figure ci-dessus. Ici, nous pouvons voir que la résistance est du côté de l'entrée et est connectée en série avec la ligne, tandis que le condensateur est connecté du côté de la sortie, entre l'extrémité de sortie de la résistance et la ligne de masse.

Les composants RC agissent comme un élément à constante de temps dans le circuit, dont le produit doit être 10 fois supérieur à la période du signal d'entrée. Sinon, cela peut entraîner une réduction de l'amplitude de l'onde triangulaire de sortie. Dans de telles conditions, le circuit fonctionnera comme un filtre passe-bas bloquant les entrées haute fréquence.

Comment faire un différenciateur

La fonction d'un circuit de différenciation est de convertir un signal d'entrée d'onde carrée en une forme d'onde à pointes ayant une forme d'onde montante et descendante brusque. Dans ce cas, la valeur de la constante de temps RC doit être 1 / 10e des cycles d'entrée. Les circuits différentiateurs sont normalement utilisés pour générer des impulsions de déclenchement courtes et brusques.

Comprendre les diodes et les redresseurs

Diodes et redresseurs sont classés sous dispositifs à semi-conducteurs , qui sont conçus pour ne faire passer le courant que dans une direction spécifiée tout en bloquant la direction opposée. Cependant, une diode ou des modules à base de diodes ne commenceront pas à faire passer le courant ou à conduire tant que le niveau de tension direct minimum nécessaire n'est pas acquis. Par exemple, une diode au silicium ne conduira que lorsque la tension appliquée est supérieure à 0,6 V, tandis qu'une diode en germanium conduira à un minimum de 0,3 V.Si deux deux diodes sont connectées en série, cette exigence de tension directe doublera également à 1,2 V, etc.

Utilisation de diodes comme compte-gouttes de tension

Comme nous l'avons vu dans le paragraphe précédent, les diodes nécessitent environ 0,6 V pour commencer à conduire, cela signifie également que la diode chuterait ce niveau de tension sur sa sortie et sa masse. Par exemple, si 1 V est appliqué, la diode produira 1 - 0,6 = 0,4 V à sa cathode.

Cette fonction permet d'utiliser des diodes comme compte-gouttes de tension . Toute chute de tension souhaitée peut être obtenue en connectant le nombre correspondant de diodes en série. Par conséquent, si 4 diodes sont connectées en série, cela créera une déduction totale de 0,6 x 4 = 2,4 V à la sortie et ainsi de suite.

La formule de calcul ci-dessous:

Tension de sortie = tension d'entrée - (nombre de diodes x 0,6)

Utilisation de la diode comme régulateur de tension

Les diodes en raison de leur fonction de chute de tension directe peuvent également être utilisées pour générer des tensions de référence stables, comme indiqué dans le schéma ci-contre. La tension de sortie peut être calculée à l'aide de la formule suivante:

R1 = (Vin - Vout) / I

Assurez-vous d'utiliser la puissance nominale appropriée pour les composants D1 et R1 en fonction de la puissance de la charge. Ils doivent être évalués au moins deux fois plus que la charge.

Convertisseur triangle en onde sinusoïdale

Les diodes peuvent également fonctionner comme convertisseur d'onde triangulaire en onde sinusoïdale , comme indiqué dans le diagramme ci-dessus. L'amplitude de l'onde sinusoïdale de sortie dépendra du nombre de diodes en série avec D1 et D2.

Voltmètre de lecture de crête

Les diodes peuvent également être configurées pour obtenir une lecture de tension de crête sur un voltmètre. Ici, la diode fonctionne comme un redresseur demi-onde, permettant à des demi-cycles de la fréquence de charger le condensateur C1 à la valeur de crête de la tension d'entrée. Le compteur affiche alors cette valeur de crête à travers sa déviation.

Protecteur d'inversion de polarité

C'est l'une des applications très courantes de la diode, qui utilise une diode pour protéger un circuit contre une connexion d'alimentation inverse accidentelle.

Retour EMF et protecteur de transitoires

Lorsqu'une charge inductive est commutée via un pilote de transistor ou un circuit intégré, en fonction de sa valeur d'inductance, cette charge inductive pourrait générer une force contre-électromotrice haute tension, également appelée transitoire inverse, qui peut avoir le potentiel de provoquer une destruction instantanée du transistor de commande ou l'IC. Une diode placée en parallèle à la charge peut facilement contourner cette situation. Les diodes dans ce type de configuration sont appelées diode de roue libre.

Dans une application de protection contre les transitoires, une diode est normalement connectée à travers une charge inductive pour permettre le contournement d'un transitoire inverse de la commutation inductive à travers la diode.

Cela neutralise le pic, ou le transitoire en le court-circuitant à travers la diode. Si la diode n'est pas utilisée, le transitoire EMF arrière passerait à travers le transistor d'attaque ou le circuit dans le sens inverse, causant un endommagement instantané du dispositif.

Protecteur de compteur

Un compteur à bobine mobile peut être un instrument très sensible, qui peut être gravement endommagé si l'entrée d'alimentation est inversée. Une diode connectée en parallèle peut protéger le compteur de cette situation.

Clipper de forme d'onde

Une diode peut être utilisée pour couper et découper les crêtes d'une forme d'onde, comme illustré dans le diagramme ci-dessus, et créer une sortie avec une forme d'onde de valeur moyenne réduite. La résistance R2 peut être un potentiomètre pour régler le niveau d'écrêtage.

Clipper pleine vague

Le premier circuit d'écrêtage a la capacité d'écrêter la section positive de la forme d'onde. Pour permettre l'écrêtage des deux extrémités d'une forme d'onde d'entrée, deux diodes pourraient être utilisées en parallèle avec une polarité opposée, comme illustré ci-dessus.

Redresseur demi-onde

Lorsqu'une diode est utilisée comme redresseur demi-onde avec une entrée CA, elle bloque les demi-cycles CA d'entrée inversée et ne permet qu'à l'autre moitié de la traverser, créant des sorties de cycle demi-onde, d'où le nom de redresseur demi-onde.

Étant donné que les demi-cycles CA sont supprimés par la diode, la sortie devient CC et le circuit est également appelé circuit convertisseur CC demi-onde. Sans condensateur de filtre, la sortie sera une demi-onde pulsée CC.

Le diagramme précédent peut être modifié à l'aide de deux diodes, pour obtenir deux sorties séparées avec des moitiés opposées du courant alternatif redressées en polarités DC correspondantes.

Redresseur pleine onde

Un rectfier pleine onde, ou un pont redresseur est un circuit construit à l'aide de 4 diodes de redressement dans une configuration pontée, comme illustré dans la figure ci-dessus. La spécialité de ce circuit redresseur en pont est qu'il est capable de convertir les demi-cycles positifs et négatifs de l'entrée en une sortie CC pleine onde.

Le courant continu pulsé à la sortie du pont aura une fréquence deux fois supérieure à celle du courant alternatif d'entrée en raison de l'inclusion des impulsions de demi-cycle négatives et positives dans une seule chaîne d'impulsions positives.

Module doubleur de tension

Les diodes peuvent également être implémentées comme voltage doubler en cascadant quelques diodes avec quelques condensateurs électrolytiques. L'entrée doit être sous la forme d'un courant continu pulsé ou d'un courant alternatif, ce qui fait que la sortie génère environ deux fois plus de tension que l'entrée. La fréquence de pulsation d'entrée peut provenir d'un Oscillateur IC 555 .

Doubleur de tension utilisant un pont redresseur

Un doubleur de tension CC à CC pourrait également être mis en œuvre en utilisant un pont redresseur et un couple de condensateurs de filtre électrolytique, comme indiqué dans le schéma ci-dessus. L'utilisation d'un pont redresseur entraînera une plus grande efficacité de l'effet de doublement en termes de courant par rapport au doubleur en cascade précédent.

Voltage Quadrupler

Ce qui précède expliqué multiplicateur de tension Les circuits sont conçus pour générer 2 fois plus de sortie que les niveaux de crête d'entrée, cependant, si une application a besoin de niveaux de multiplication encore plus élevés de l'ordre de 4 fois plus de tension, ce circuit quadrupleur de tension pourrait être appliqué.

Ici, le circuit est réalisé à l'aide de 4 nombres de diodes et de condensateurs en cascade pour obtenir 4 fois plus de tension en sortie que le pic de fréquence d'entrée.

Diode OU porte

Les diodes peuvent être câblées pour imiter une porte logique OU en utilisant le circuit comme indiqué ci-dessus. La table de vérité adjacente montre la logique de sortie en réponse à une combinaison de deux entrées logiques.

Porte NOR utilisant des diodes

Tout comme une porte OU, une porte NOR peut également être répliquée à l'aide de deux diodes comme indiqué ci-dessus.

AND Gate NAND Gate utilisant des diodes

Il peut être également possible d'implémenter d'autres portes logiques telles que la porte ET et la porte NAND en utilisant des diodes comme le montrent les schémas ci-dessus. Les tables de vérité affichées à côté des diagrammes fournissent la réponse logique exacte requise à partir des configurations.

Modules de circuits à diodes Zener

La différence entre un redresseur et diode zener est-ce qu'une diode de redressement bloquera toujours le potentiel CC inverse, tandis que la diode Zener bloquera le potentiel CC inverse uniquement jusqu'à ce que son seuil de claquage (valeur de tension zener) soit atteint, puis elle s'allumera complètement et permettra au CC de passer à travers cela complètement.

Dans le sens direct, un zener agira de la même manière qu'une diode de redressement et permettra à la tension de passer une fois que la tension directe minimale de 0,6 V est atteinte. Ainsi, une diode Zener peut être définie comme un commutateur sensible à la tension, qui conduit et se met en marche lorsqu'un seuil de tension spécifique est atteint tel que déterminé par la valeur de claquage du zener.

Par exemple, un zener de 4,7 V commencera à conduire dans l'ordre inverse dès que le 4,7 V sera atteint, tandis que dans le sens avant, il n'aura besoin que d'un potentiel de 0,6 V. Le graphique ci-dessous résume rapidement l'explication pour vous.

Régulateur de tension Zener

Une diode Zener peut être utilisée pour créer sorties de tension stabilisées comme indiqué dans le schéma ci-contre, en utilisant une résistance de limitation. La résistance de limitation R1 limite le courant maximum tolérable pour le zener et le protège de la brûlure due à une surintensité.

Module indicateur de tension

Étant donné que les diodes Zener sont disponibles avec une variété de niveaux de tension de claquage, l'installation pourrait être appliquée pour rendre efficace mais simple indicateur de tension en utilisant une classification Zener appropriée comme indiqué dans le diagramme ci-dessus.

Shifter de tension

Les diodes Zener peuvent également être utilisées pour déplacer un niveau de tension vers un autre niveau, en utilisant des valeurs de diode Zener appropriées, selon les besoins de l'application.

Clipper de tension

Les diodes Zener étant un interrupteur commandé en tension, peuvent être appliquées pour couper l'amplitude d'une forme d'onde CA à un niveau souhaité inférieur en fonction de sa valeur de claquage, comme indiqué dans le diagramme ci-dessus.

Modules de circuits de transistors bipolaires à jonction (BJT)

Transistors à jonction bipolaire ou BJT sont l'un des dispositifs à semi-conducteurs les plus importants de la famille des composants électroniques et constituent les éléments de base de presque tous les circuits électroniques.

Les BJT sont des dispositifs semi-conducteurs polyvalents qui peuvent être configurés et adaptés pour mettre en œuvre toute application électronique souhaitée.

Dans les paragraphes suivants, une compilation de circuits d'application BJT qui pourraient être utilisés comme modules de circuit pour construire d'innombrables applications de circuits personnalisées différentes, selon les besoins de l'utilisateur.

Discutons-en en détail à travers les conceptions suivantes.

Module de porte OU

En utilisant quelques BJT et des résistances, une conception de porte OU rapide pourrait être faite pour mettre en œuvre l'OR sorties logiques en réponse à différentes combinaisons logiques d'entrée selon la table de vérité montrée dans le diagramme ci-dessus.

Module de porte NOR

Avec quelques modifications appropriées, la configuration de porte OU expliquée ci-dessus pourrait être transformée en un circuit de porte NON-OU pour mettre en œuvre les fonctions logiques NON-OU spécifiées.

Module de porte ET

Si vous ne disposez pas d'un accès rapide à un circuit intégré logique de porte ET, vous pouvez probablement configurer quelques BJT pour créer un circuit de porte logique ET et pour exécuter les fonctions logiques ET indiquées ci-dessus.

Module de porte NAND

La polyvalence des BJT permet aux BJT de créer n'importe quel circuit de fonction logique souhaité, et un Porte NAND l'application ne fait pas exception. Encore une fois, en utilisant quelques BJT, vous pouvez rapidement créer et appliquer un circuit de porte logique NAND, comme illustré dans la figure ci-dessus.

Transistor comme interrupteurs

Comme indiqué dans le schéma ci-dessus a BJT peut être simplement utilisé comme interrupteur CC pour activer / désactiver une charge nominale appropriée. Dans l'exemple illustré, le commutateur mécanique SI imite une entrée logique haute ou basse, ce qui amène le BJT à allumer / éteindre la LED connectée. Puisqu'un transistor NPN est représenté, la connexion positive de S1, provoque l'interrupteur BJT sur la LED dans le circuit de gauche, tandis que dans le circuit du côté droit, la LED est éteinte lorsque le S1 est positionné à l'ens positif de l'interrupteur.

Inverseur de tension

Un commutateur BJT comme expliqué dans le paragraphe précédent peut également être câblé comme un inverseur de tension, c'est-à-dire pour créer une réponse de sortie opposée à la réponse d'entrée. Dans l'exemple ci-dessus, la LED de sortie s'allumera en l'absence de tension au point A, et s'éteindra en présence d'une tension au point A.

Module amplificateur BJT

Un BJT peut être configuré comme une simple tension / courant amplificateur pour amplifier un petit signal d'entrée à un niveau beaucoup plus élevé, équivalent à la tension d'alimentation utilisée. Le diagramme est présenté dans le diagramme suivant

Module de pilote de relais BJT

Le amplificateur à transistor expliqué ci-dessus peut être utilisé pour des applications comme un conducteur de relais , dans lequel un relais de tension plus élevée pourrait être déclenché par une tension de signal d'entrée minuscule, comme indiqué dans l'image ci-dessous. Le relais pourrait être déclenché en réponse à un signal d'entrée reçu d'un capteur de signal faible spécifique ou d'un dispositif de détection, comme un LDR , Microphone, LE PONT , LM35 , thermistance, ultrasonique etc.

Module de contrôleur de relais

Seuls deux BJT peuvent être câblés comme un relais clignotant comme indiqué dans l'image ci-dessous. Le circuit impulsera le relais ON / OFF à une vitesse particulière qui peut être ajustée à l'aide des deux résistances variables R1 et R4.

Module de pilote de LED à courant constant

Si vous recherchez un circuit de contrôleur de courant bon marché mais extrêmement fiable pour votre LED, vous pouvez le construire rapidement en utilisant la configuration à deux transistors comme le montre l'image suivante.

Module d'amplificateur audio 3V

Ce Amplificateur audio 3 V peut être appliqué comme étage de sortie pour tout système de sonorisation tel que radios, microphone, mixeur, alarme, etc. L'élément actif principal est le transistor Q1, tandis que les transformateurs de sortie d'entrée agissent comme des étages complémentaires pour générer un amplificateur audio à gain élevé.

Module d'amplificateur audio à deux étages

Pour un niveau d'amplification plus élevé, un amplificateur à deux transistors peut être utilisé comme indiqué sur ce schéma. Ici, un transistor supplémentaire est inclus du côté d'entrée, bien que le transformateur d'entrée ait été éliminé, ce qui rend le circuit plus compact et efficace.

Module amplificateur MIC

L'image ci-dessous montre un préamplificateur de base module de circuit, qui peut être utilisé avec n'importe quelle norme électret MIC pour élever son petit signal de 2 mV à un niveau raisonnablement plus élevé de 100 mV, ce qui peut être juste approprié pour une intégration à un amplificateur de puissance.

Module de mixage audio

Si vous avez une application dans laquelle deux signaux audio différents doivent être mélangés et fusionnés en une seule sortie, le circuit suivant fonctionnera parfaitement. Il utilise un seul BJT et quelques résistances pour la mise en œuvre. Les deux résistances variables du côté d'entrée déterminent la quantité de signal qui peut être mélangée entre les deux sources pour l'amplification aux rapports souhaités.

Module oscillateur simple

Une oscillateur est en fait un générateur de fréquence, qui peut être utilisé pour générer une tonalité musicale sur un haut-parleur. La version la plus simple d'un tel circuit oscillateur est illustrée ci-dessous en utilisant seulement quelques BJT. R3 contrôle la fréquence de sortie de l'oscillateur, qui fait également varier la tonalité de l'audio sur le haut-parleur.

Module oscillateur LC

Dans l'exemple ci-dessus, nous avons appris un oscillateur à transistor basé sur RC. L'image suivante explique un simple transistor unique, Basé sur LC ou module de circuit oscillateur basé sur l'inductance et la capacité. Les détails de l'inducteur sont donnés dans le schéma. Le préréglage R1 peut être utilisé pour faire varier la fréquence de tonalité de l'oscillateur.

Circuit métronome

Nous en avons déjà étudié quelques métronome circuits plus tôt dans le site Web, un simple circuit de métronome à deux transistors est illustré ci-dessous.

Sonde logique

À circuit de sonde logique est un équipement important pour le dépannage des défauts cruciaux du circuit imprimé. L'unité peut être construite en utilisant au minimum un seul transistor et quelques résistances. La conception complète est illustrée dans le diagramme suivant.

Module de circuit de sirène réglable

Un très utile et circuit de sirène puissant peuvent être créés comme illustré dans le diagramme suivant. Le circuit utilise seulement deux transistors pour générer un son de sirène montant et descendant , qui peut être basculé à l'aide du S1. Le commutateur S2 sélectionne la gamme de fréquences de la tonalité, une fréquence plus élevée générera un son plus aigu que les fréquences inférieures. Le R4 permet à l'utilisateur de faire varier encore plus la tonalité dans la plage sélectionnée.

Module générateur de bruit blanc

Un bruit blanc est une fréquence sonore qui génère un type de son sifflant à basse fréquence, par exemple le son qui est entendu lors d'une forte pluie constante, ou d'une station FM non syntonisée, ou d'un téléviseur non connecté à une connexion par câble, un ventilateur à grande vitesse, etc.

Le transistor unique ci-dessus générera le même type de bruit blanc, lorsque sa sortie est connectée à un amplificateur approprié.

Commutez le module de debouncer

Ce commutateur anti-rebond peut être utilisé avec un commutateur à bouton-poussoir pour garantir que le circuit contrôlé par le bouton-poussoir ne soit jamais secoué ou perturbé en raison des transitoires de tension générés lors du relâchement du commutateur.Lorsque le commutateur est enfoncé, la sortie devient 0 V instantanément et lorsqu'elle est relâchée, la sortie devient élevée en mode lent sans causer de problèmes aux étages de circuit connectés.

Petit module émetteur AM

Ce transistor, petit émetteur AM sans fil peut envoyer un signal de fréquence à un Radio AM éloigné de l’appareil. La bobine peut être n'importe quelle bobine d'antenne AM / MW ordinaire, également appelée bobine d'antenne en boucle.

Module de compteur de fréquence

Un assez précis fréquencemètre analogique Le module pourrait être construit en utilisant le circuit à transistor unique illustré ci-dessus. La fréquence d'entrée doit être de 1 V crête à crête. La plage de fréquences peut être ajustée en utilisant différentes valeurs pour C1 et en réglant le potentiomètre R2 de manière appropriée.

Module générateur d'impulsions

Seuls quelques BJT et quelques résistances sont nécessaires pour créer un module de circuit générateur d'impulsions utile, comme illustré dans la figure ci-dessus. La largeur d'impulsion peut être ajustée en utilisant différentes valeurs pour C1, tandis que R3 peut être utilisé pour ajuster la fréquence d'impulsion.

Module d'amplificateur de compteur

Ce module amplificateur d'ampèremètre peut être utilisé pour mesurer des intensités de courant extrêmement faibles dans la gamme des microampères, en sortie lisible sur un ampèremètre de 1 mA.

Module de clignotant activé par la lumière

Une LED commencera à clignoter à une valeur spécifiée dès qu'une lumière ambiante ou une lumière externe est détectée sur un capteur de lumière connecté. L'application de ce clignotant sensible à la lumière peut être diversifiée et très personnalisable, en fonction des préférences de l'utilisateur.

Clignotant déclenché par l'obscurité

Assez similaire, mais avec des effets opposés à l'application ci-dessus, ce module commencera faire clignoter une LED dès que le niveau de lumière ambiante tombe presque à l'obscurité, ou tel que défini par le réseau diviseur de potentiel R1, R2.

Clignotant haute puissance

À clignotant haute puissance Le module peut être construit en utilisant juste un couple de transistors comme indiqué dans le schéma ci-dessus. L'unité clignotera ou fera clignoter une lampe à incandescence ou halogène connectée, et la puissance de cette lampe peut être améliorée en améliorant de manière appropriée les spécifications du Q2.

Télécommande émetteur / récepteur de lumière LED

Nous pouvons remarquer deux modules de circuit dans le schéma ci-dessus. Le module du côté gauche fonctionne comme un émetteur de fréquence LED, tandis que le module du côté droit fonctionne comme le circuit récepteur / détecteur de fréquence lumineuse. Lorsque l'émetteur est allumé et focalisé sur le détecteur de lumière Q1 du récepteur, la fréquence de l'émetteur est détectée par le circuit récepteur et le buzzer piézo attaché commence à vibrer à la même fréquence. Le module peut être modifié de différentes manières, selon les exigences spécifiques.

Modules de circuits FET

FET signifie Transistors à effet de champ qui sont considérés comme des transistors très efficaces par rapport aux BJT, à bien des égards.

Dans les exemples de circuits suivants, nous découvrirons de nombreux modules de circuits basés sur des FET intéressants qui peuvent être intégrés les uns aux autres pour créer de nombreux circuits innovants différents, pour une utilisation et des applications personnalisées.

Commutateur FET

Dans les paragraphes précédents, nous avons appris à utiliser un BJT comme interrupteur, de manière assez similaire, un FET peut également être appliqué comme un interrupteur DC ON / OFF.

La figure ci-dessus montre un FET configuré comme un interrupteur pour activer / désactiver une LED en réponse à un signal d'entrée 9V et 0V à sa porte.

Contrairement à un BJT qui peut allumer / éteindre une charge de sortie en réponse à un signal d'entrée aussi bas que 0,6 V, un FET fera de même mais avec un signal d'entrée d'environ 9V à 12 V.Cependant, le 0,6 V pour un BJT dépend du courant et le courant de 0,6 V doit être proportionnellement élevé ou faible par rapport au courant de charge. Contrairement à cela, le courant de commande de porte d'entrée pour un FET ne dépend pas de la charge et peut être aussi faible qu'un microampère.

Amplificateur FET

Tout comme un BJT, vous pouvez également câbler un FET pour amplifier des signaux d'entrée de courant extrêmement faible à une sortie haute tension amplifiée à courant élevé, comme indiqué sur la figure ci-dessus.

Module amplificateur MIC haute impédance

Si vous vous demandez comment utiliser un transistor à effet de champ pour construire un circuit d'amplification MIC Hi-Z ou haute impédance, alors la conception expliquée ci-dessus pourrait vous aider à atteindre l'objectif.

Module de mixage FET Audo

Un FET peut également être utilisé comme mélangeur de signal audio, comme illustré dans le schéma ci-dessus. Deux signaux audio alimentés aux points A et B sont mélangés ensemble par le FET et fusionnés à la sortie via C4.

Module de circuit ON de retard FET

Un raisonnablement élevé circuit de temporisation ON peut être configuré en utilisant le schéma ci-dessous.

Lorsque S1 est poussé sur ON, l'alimentation est stockée à l'intérieur du condensateur C1 et la tension active également le FET. Lorsque S1 est relâché, la charge stockée à l'intérieur de C1 continue de maintenir le FET activé.

Cependant, le FET étant un dispositif d'entrée à haute impédance ne permet pas au C1 de se décharger rapidement et donc le FET reste allumé pendant assez longtemps. En attendant, tant que le FET Q1 reste allumé, le BJT Q2 attaché reste éteint, en raison de l'action d'inversion du FET qui maintient la base Q2 à la masse.

La situation maintient également le buzzer désactivé. Finalement, et progressivement, le C1 se décharge jusqu'à un point où le FET est incapable de rester allumé. Cela annule la condition à la base de Q1, qui se met maintenant en marche et active l'alarme sonore connectée.

Module de minuterie d'arrêt différé

Cette conception est exactement similaire au concept ci-dessus, à l'exception de l'étape BJT inverseuse, qui n'est pas présente ici. Pour cette raison, le FET agit comme un temporisateur de retard OFF. Cela signifie que la sortie reste activée initialement pendant que le condensateur C1 se décharge, et le FET est activé, et finalement lorsque le C1 est complètement déchargé, le FET s'éteint et le buzzer retentit.

Module amplificateur de puissance simple

En utilisant seulement quelques FET, il peut être possible d'accomplir amplificateur audio puissant d'environ 5 watts ou même plus.

Module de clignotant à double LED

Il s'agit d'un circuit astable FET très simple qui peut être utilisé pour faire clignoter en alternance deux LED sur les deux drains des MOSFET. Le bon aspect de cet astable est que les LED vont commuter à un taux ON / OFF net bien défini sans aucun effet de gradation ou fondu lent et montée . La vitesse de clignotement peut être ajustée via le pot R3.

Modules de circuits oscillateurs UJT

UJT ou pour Transistor unijonction , est un type spécial de transistor qui peut être configuré comme un oscillateur flexible à l'aide d'un réseau RC externe.

La conception de base d'une électronique Oscillateur basé sur UJT peut être vu dans le diagramme suivant. Le réseau RC R1 et C1 détermine la fréquence de sortie du périphérique UJT. L'augmentation des valeurs de R1 ou C1 réduit le taux de fréquence et vice versa.

Module générateur d'effets sonores UJT

Un joli petit générateur d'effets sonores pourrait être construit en utilisant quelques oscillateurs UJT et en combinant leurs fréquences. Le schéma de circuit complet est illustré ci-dessous.

Module de minuterie d'une minute

Un très utile Minuterie de retard ON / OFF d'une minute circuit peut être construit en utilisant un seul UJT comme indiqué ci-dessous. Il s'agit en fait d'un circuit oscillateur utilisant des valeurs RC élevées afin de ralentir la fréquence ON / OFF à 1 minute.

Ce retard pourrait être encore augmenté en augmentant les valeurs des composants R1 et C1.

Modules de transducteur piézo

Transducteurs piézo sont des dispositifs spécialement créés en utilisant un matériau piézo qui est sensible et sensible au courant électrique.

Le matériau piézo à l'intérieur d'un transducteur piézoélectrique réagit à un champ électrique provoquant des distorsions dans sa structure qui donne lieu à des vibrations sur l'appareil, entraînant la génération de son.

Inversement, lorsqu'une contrainte mécanique calculée est appliquée sur un transducteur piézoélectrique, elle déforme mécaniquement le matériau piézoélectrique à l'intérieur du dispositif, ce qui entraîne la génération d'une quantité proportionnelle de courant électrique aux bornes du transducteur.

Lorsqu'il est utilisé comme Buzzer DC , le transducteur piézo doit être attaché à un oscillateur pour créer la sortie de bruit de vibration, car ces appareils ne peuvent répondre qu'à une fréquence.

L'image montre un buzzer piézo simple connexion avec une source d'alimentation. Ce buzzer possède un oscillateur interne pour répondre à la tension d'alimentation.

Les buzzers piézoélectriques peuvent être utilisés pour indiquer des conditions logiques hautes ou basses dans le circuit via le circuit illustré ci-dessous.

Module générateur de tonalité piézo

Un transducteur piézoélectrique peut être configuré pour générer une sortie sonore continue à faible volume selon le schéma de circuit suivant. L'appareil piézo doit être un appareil à 3 bornes.

Module de sonnerie piézoélectrique à tonalité variable

La figure suivante ci-dessous montre quelques concepts de buzzer utilisant des transducteurs piézo. Les éléments piézo sont supposés être des éléments à 3 fils. Le diagramme du côté gauche montre une conception résistive pour forcer les oscillations dans le transducteur piézo, tandis que le diagramme du côté droit présente un concept inductif. L'inductance ou la bobine basée sur la conception induit les oscillations par des pointes de rétroaction.

Modules de circuits SCR

SCR ou thyristors sont des dispositifs semi-conducteurs qui se comportent comme des diodes de redressement mais facilitent sa conduction via une entrée de signal CC externe.

Cependant, selon leurs caractéristiques, SCR ont tendance à se verrouiller lorsque l'alimentation de la charge est CC. La figure suivante indique une configuration simple qui exploite cette fonction de verrouillage du dispositif pour allumer et éteindre une charge RL en réponse à la pression des interrupteurs S1 et S2. S1 allume la charge, tandis que S2 éteint la charge.

Module de relais activé par la lumière

Un simple lumière activée le module de relais pourrait être construit en utilisant un SCR, et un phototransistor , comme illustré dans la figure ci-dessous.

Dès que le niveau de lumière sur le phototransistor dépasse un niveau de seuil de déclenchement défini du SCR, le SCR se déclenche et se verrouille, allumez le relais. Le verrouillage reste tel quel jusqu'à ce que le commutateur de réinitialisation S1 soit enfoncé dans l'obscurité suffisante ou que l'alimentation soit coupée puis allumée.

Oscillateur de relaxation utilisant le module Triac

Un circuit oscillateur à relaxation simple peut être construit en utilisant un SCR et un réseau RC comme le montre le schéma ci-dessous.

La fréquence de l'oscillateur produira une tonalité basse fréquence sur le haut-parleur connecté. La fréquence de tonalité de cet oscillateur de relaxation peut être ajustée par l'intermédiaire de la résistance variable R1 et R2, ainsi que du condensateur C1.

Module de contrôleur de vitesse de moteur à courant alternatif Triac

Un UJT est normalement réputé pour ses fonctions oscillatoires fiables. Cependant, le même dispositif peut également être utilisé avec le triac pour activer un 0 à contrôle complet de la vitesse des moteurs AC .

La résistance R1 fonctionne comme un réglage de contrôle de fréquence pour la fréquence UJT. Cette sortie à fréquence variable commute le triac à différents taux ON / OFF en fonction des réglages R1.

Cette commutation variable du triac provoque à son tour une quantité proportionnée de variations sur la vitesse du moteur connecté.

Module de tampon de porte triac

Le diagramme ci-dessus montre à quel point un triac peut être commuté ON OFF via un interrupteur ON / OFF et assure également la sécurité du triac en utilisant la charge elle-même comme étage tampon. Le R1 limite le courant à la porte du triac, tandis que la charge fournit en outre la protection de la porte du triac contre les transitoires de commutation soudaine, et permet au triac de s'allumer avec un mode de démarrage progressif.

Module UJT Triac / UJT Flasher

Un oscillateur UJT peut également être implémenté comme Gradateur de lampe AC comme indiqué dans le diagramme ci-dessus.

Le potentiomètre R1 est utilisé pour régler le taux ou la fréquence d'oscillation, qui à son tour détermine le taux de commutation ON / OFF du triac et de la lampe connectée.

La fréquence de commutation étant trop élevée, la lampe semble ne pas s'allumer en permanence, bien que son intensité varie en raison de la tension moyenne à travers elle variant en fonction de la commutation UJT.

Conclusion

Dans les sections ci-dessus, nous avons discuté de nombreux concepts et théories fondamentaux de l'électronique et appris à configurer de petits circuits à l'aide de diodes, transistors, FET, etc.

Il existe en fait un nombre infini de modules de circuits supplémentaires qui peuvent être créés à l'aide de ces composants de base pour mettre en œuvre toute idée de circuit souhaitée, selon les spécifications données.

Après s'être bien familiarisé avec toutes ces conceptions de base ou modules de circuit, tout nouveau venu dans le domaine peut alors apprendre à intégrer ces modules les uns aux autres pour obtenir de nombreux autres circuits intéressants ou pour réaliser une application de circuit spécialisée.

Si vous avez d'autres questions concernant ces concepts de base de l'électronique ou sur la manière de rejoindre ces modules pour des besoins spécifiques, n'hésitez pas à commenter et discuter des sujets.