Comment utiliser les transistors

Si vous avez bien compris comment utiliser les transistors dans les circuits, vous avez peut-être déjà conquis la moitié de l'électronique et ses principes. Dans cet article, nous faisons un effort dans ce sens.

introduction

Les transistors sont des dispositifs semi-conducteurs à 3 bornes qui sont capables de conduire une puissance relativement élevée sur leurs deux bornes, en réponse à une entrée de puissance significativement faible au niveau de la troisième borne.

Les transistors sont essentiellement de deux types: transitor à jonction bipolaire (BJT), et transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur ( MOSFET )

Pour un BJT, les 3 bornes sont désignées comme base, émetteur, collecteur. Un signal de faible puissance sur la borne base / émetteur permet au transistor de commuter une charge de puissance comparativement élevée sur sa borne de collecteur.

Pour les MOSFET, ceux-ci sont désignés par Gate, Source, Drain. Un signal de faible puissance à travers la borne de porte / source permet au transistor de commuter une charge de puissance comparativement élevée à travers sa borne de collecteur.

Par souci de simplicité, nous discuterons des BJT ici, car leurs caractéristiques sont moins complexes que les MOSFET.

Les transistors (BJT) sont les éléments constitutifs de tous dispositifs à semi-conducteurs trouvé aujourd'hui. S'il n'y avait pas de transistors, il n'y aurait pas de CI ni aucun autre composant semi-conducteur. Même les circuits intégrés sont constitués de milliers de transistors étroitement tricotés qui constituent les caractéristiques de la puce particulière.

Les nouveaux amateurs d'électronique ont généralement du mal à manipuler ces composants utiles et à les configurer comme des circuits pour une application prévue.

Nous étudierons ici les fonctions et la manière de gérer et de mettre en œuvre des transistors bipolaires dans des circuits pratiques.

Comment utiliser les transistors comme un commutateur

Transistors bipolaires sont généralement un composant électronique actif à trois conducteurs qui fonctionne fondamentalement comme un interrupteur pour allumer ou éteindre l'alimentation d'une charge externe ou d'un étage électronique associé du circuit.

Un exemple classique peut être vu ci-dessous, où un transistor est connecté comme un amplificateur émetteur commun :

C'est la méthode standard d'utilisation de n'importe quel transistor comme un interrupteur pour contrôler une charge donnée. Vous pouvez voir lorsqu'une petite tension externe est appliquée à la base, le transistor s'allume et conduit un courant plus lourd à travers les bornes de l'émetteur du collecteur, allumant une charge plus importante.

La valeur de la résistance de base peut être calculée à l'aide de la formule:

R_b= (Alimentation de base V_b- Tension directe base-émetteur) x hFE / courant de charge

Rappelez-vous également que la ligne négative ou de masse de la tension externe doit être connectée à la ligne de masse du transistor ou à l'émetteur, sinon la tension externe n'aura aucun effet sur le transistor.

Utilisation du transistor comme pilote de relais

J'ai déjà expliqué dans l'un de mes articles précédents comment faire un circuit de pilote de transistor .

Fondamentalement, il utilise la même configuration que celle illustrée ci-dessus. Voici le circuit standard pour le même:

Si vous êtes confus au sujet du relais, vous pouvez vous référer à cet article complet qui explique tout sur les configurations de relais .

Utilisation d'un transistor pour allumer un gradateur

La configuration suivante montre comment un transistor peut être utilisé comme variateur de lumière à l'aide d'un circuit émetteur suiveur .

Vous pouvez voir que la résistance variable ou le pot est varié, l'intensité de la lampe varie également. Nous l'appelons émetteur-suiveur , parce que la tension à l'émetteur ou aux bornes de l'ampoule suit la tension à la base du transistor.

Pour être précis, la tension de l'émetteur sera juste de 0,7 V derrière la tension de base. Par exemple, si la tension de base est de 6 V, l'émetteur sera de 6 - 0,7 = 5,3 V et ainsi de suite. La différence de 0,7 V est due à la valeur de chute de tension directe minimale du transistor aux bornes de l'émetteur de base.

Ici, la résistance de pot avec la résistance de 1 K forme un réseau de diviseur résistif à la base du transistor. Lorsque le curseur de pot est déplacé, la tension à la base du transistor est modifiée, ce qui modifie en conséquence la tension de l'émetteur aux bornes de la lampe, et l'intensité de la lampe change en conséquence.

Utilisation du transistor comme capteur

À partir des discussions ci-dessus, vous avez peut-être remarqué que le transistor fait une chose cruciale dans toutes les applications. Il amplifie essentiellement la tension à sa base en permettant à un courant important d'être commuté sur son émetteur collecteur.

Cette caractéristique d'amplification est également exploitée lorsqu'un transistor est utilisé comme capteur. L'exemple suivant montre comment il peut être utilisé pour détecter la différence de lumière ambiante et activer / désactiver un relais en conséquence.

Ici aussi le LDR et le 300 ohm / 5 k préréglé forme un diviseur de potentiel à la base du transistor.

Le 300 ohms n'est en fait pas nécessaire. Il est inclus pour garantir que la base du transistor n'est jamais entièrement mise à la terre et qu'elle n'est donc jamais complètement désactivée ou coupée. Cela garantit également que le courant traversant le LDR ne peut jamais dépasser une certaine limite minimale, quelle que soit la luminosité de l'intensité lumineuse sur le LDR.

Lorsqu'il fait sombre, le LDR a une résistance élevée qui est plusieurs fois supérieure à la valeur combinée du 300 ohm et du préréglage 5 K.

Pour cette raison, la base du transistor reçoit plus de tension côté terre (négative) que la tension positive, et sa conduction collecteur / émetteur reste désactivée.

Cependant, lorsque suffisamment de lumière tombe sur le LDR, sa résistance chute à une valeur de quelques kilo-ohms.

Cela permet à la tension de base du transistor de bien monter au-dessus de la marque de 0,7 V. Le transistor est alors polarisé et active la charge du collecteur, c'est-à-dire le relais.

Comme vous pouvez le voir, dans cette application également, les transistors amplifient fondamentalement la petite tension de base de sorte qu'une charge plus importante au niveau de son collecteur puisse être activée.

Le LDR peut être remplacé par d'autres capteurs tels qu'un thermistance pour la détection de chaleur, un capteur d'eau pour la détection d'eau, un photodiode pour la détection de faisceaux infrarouges, et ainsi de suite.

Question pour vous: Que se passe-t-il si la position du LDR et le préréglage 300/5 K sont intervertis?

Forfaits transistor

Les transistors sont normalement reconnus par leur boîtier externe dans lequel le dispositif particulier peut être intégré. Les types d'emballage les plus courants dans lesquels ces dispositifs utiles sont enfermés sont les T0-92, TO-126, TO-220 et TO-3. Nous allons essayer de comprendre toutes ces spécifications des transistors et également apprendre à les utiliser dans des circuits pratiques.

Comprendre les transistors TO-92 à petit signal:

Les transistors comme BC547, BC557, BC546, BC548, BC549, etc. entrent tous dans cette catégorie.

Ce sont les plus élémentaires du groupe et sont utilisés pour des applications impliquant des tensions et des courants faibles. Fait intéressant, cette catégorie de transistors est utilisée le plus largement et universellement dans les circuits électroniques en raison de leurs paramètres polyvalents.

Normalement, ces appareils sont conçus pour gérer des tensions comprises entre 30 et 60 volts à travers leur collecteur et leur émetteur.

La tension de base n'est pas supérieure à 6, mais ils peuvent être facilement déclenchés avec un niveau de tension aussi bas que 0,7 volts à leur base. Cependant, le courant doit être limité à 3 mA environ.

Les trois fils d'un transistor TO-92 peuvent être identifiés de la manière suivante:

En gardant le côté imprimé vers nous, le conducteur du côté droit est l'émetteur, celui du centre est la base et le pied du côté gauche est le collecteur de l'appareil.

METTRE À JOUR: Vous voulez savoir comment utiliser les transistors avec Arduino? Lisez-le ici

Comment configurer un transistor TO-92 en des conceptions pratiques

Les transistors sont principalement de deux types, un type NPN et un type PNP, tous deux complémentaires l'un de l'autre. Fondamentalement, ils se comportent tous les deux de la même manière mais dans des références et des directions opposées.

Par exemple, un dispositif NPN nécessitera un déclenchement positif par rapport à la terre tandis qu'un dispositif PNP nécessitera un déclenchement négatif en référence à une ligne d'alimentation positive pour mettre en œuvre les résultats spécifiés.

Les trois fils du transistor expliqués ci-dessus doivent être affectés à des entrées et sorties spécifiées pour le faire fonctionner pour une application particulière qui est évidemment pour la commutation d'un paramètre.

Les cordons doivent être affectés aux paramètres d'entrée et de sortie suivants:

Le l'émetteur de tout transistor est le brochage de référence de l'appareil , ce qui signifie qu'il doit se voir attribuer la référence d'alimentation commune spécifiée afin que les deux autres cordons puissent fonctionner en référence.

Un transistor NPN aura toujours besoin d'une alimentation négative comme référence, connectée à son conducteur d'émetteur pour un fonctionnement correct, tandis que pour un PNP, ce sera la ligne d'alimentation positive de son émetteur.

Le collecteur est le conducteur porteur d'un transistor et la charge qui doit être commutée est introduite au collecteur d'un transistor (voir figure).

Le base d'un transistor est la borne de déclenchement qui doit être appliquée avec un faible niveau de tension afin que le courant à travers la charge puisse passer à travers la ligne d'émetteur, ce qui complète le circuit et fait fonctionner la charge.

La suppression de l'alimentation du déclencheur vers la base coupe immédiatement la charge ou simplement le courant à travers le collecteur et les bornes de l'émetteur.

Comprendre les transistors de puissance TO-126, TO-220:

Ce sont des transistors de puissance de type moyen utilisés pour les applications qui nécessitent la commutation de charges puissantes et relativement puissantes comme des transformateurs, des lampes, etc.

Identification des brochages BJT

Le le brochage est identifié De la manière suivante:

En tenant l'appareil avec sa surface imprimée face à vous, le fil du côté droit est l'émetteur, le fil central est le collecteur et le fil du côté gauche est la base.

Le fonctionnement et le principe de déclenchement sont exactement similaires à ce qui est expliqué dans la section précédente.

L'appareil fonctionne avec des charges allant de 100 mA à 2 ampères entre leur collecteur et l'émetteur.

Le déclencheur de base peut être de 1 à 5 volts avec des courants ne dépassant pas 50 mA en fonction de la puissance des charges à commuter.

Comprendre les transistors de puissance TO-3:

Ceux-ci peuvent être vus dans des emballages métalliques comme indiqué sur la figure. Les exemples courants de transistors de puissance TO-3 sont 2N3055, AD149, BU205, etc.

Les leads d'un package TO-3 peuvent être identifiés comme suit:

Tenir le côté conducteur de l'appareil vers vous de telle sorte que la partie métallique à côté des conducteurs ayant une plus grande surface soit maintenue vers le haut (voir figure), le conducteur côté droit est la base, le conducteur côté gauche est l'émetteur tandis que le corps métallique de l'appareil forme le collecteur du colis.

La fonction et le principe de fonctionnement sont à peu près les mêmes que ceux expliqués pour le petit transistor de signal, mais les spécifications de puissance augmentent proportionnellement comme indiqué ci-dessous:

La tension collecteur-émetteur peut être comprise entre 30 et 400 volts et le courant entre 10 et 30 ampères.

Le déclenchement de base doit être de manière optimale autour de 5 volts, avec des niveaux de courant de 10 à 50 mA en fonction de l'ampleur de la charge à déclencher. Le courant de déclenchement de base est directement proportionnel au courant de charge.

Vous avez des questions plus spécifiques? Veuillez leur demander à travers vos commentaires, je suis ici pour les résoudre tous pour vous.