Circuite electronice de bază explicate - Ghid pentru electronice pentru începători

Articolul de mai jos discută în mod cuprinzător toate faptele de bază, teoriile și informațiile referitoare la funcționarea și utilizarea componentelor electronice obișnuite, cum ar fi rezistențe, condensatori, tranzistoare, MOSFET-uri, UJT-uri, triac-uri, SCR-uri.

Diferitele circuite electronice de bază mici explicate aici pot fi aplicate în mod eficient ca blocuri de construcție sau module pentru crearea circuitelor cu mai multe etape, prin integrarea proiectelor între ele.

Vom începe tutorialele cu rezistențe și vom încerca să înțelegem cu privire la funcționarea și aplicațiile lor.

Dar, înainte de a începe, să rezumăm rapid diferitele simboluri electronice care vor fi utilizate în schemele acestui articol.

Cum funcționează rezistoarele

funcția rezistențelor este de a oferi rezistență la fluxul de curent. Unitatea de rezistență este Ohm.

Când se aplică o diferență de potențial de 1 V pe un rezistor de 1 Ohm, un curent de 1 Ampere va fi forțat să treacă, conform legii Ohmului.

Tensiunea (V) acționează ca diferența de potențial pe un rezistor (R)

Curentul (I) constituie fluxul de electroni prin rezistor (R).

Dacă cunoaștem valorile oricăror două aceste trei elemente V, I și R, valoarea celui de-al treilea element necunoscut ar putea fi ușor calculată folosind următoarea lege a lui Ohm:

V = I x R sau I = V / R sau R = V / I

Când curentul curge printr-un rezistor, acesta va disipa puterea, care poate fi calculată folosind următoarele formule:

P = V X I sau P = I^Douăx R

Rezultatul din formula de mai sus va fi în wați, adică unitatea de putere este în wați.

Este întotdeauna crucial să vă asigurați că toate elementele din formulă sunt exprimate cu unități standard. De exemplu, dacă se utilizează milivolți, atunci acesta trebuie convertit în volți, în mod similar miliamperi ar trebui să fie convertiți în ampere, iar miliohm sau kiloOhm ar trebui să fie convertiți în ohmi în timp ce introduceți valorile în formulă.

În majoritatea aplicațiilor, puterea rezistorului este de 1/4 watt 5%, cu excepția cazului în care se specifică altfel pentru cazurile speciale în care curentul este excepțional de mare.

Rezistențe în conexiuni în serie și paralele

Valorile rezistorului pot fi ajustate la diferite valori personalizate prin adăugarea de valori asortate în rețele în serie sau paralele. Cu toate acestea, valorile rezultate ale unor astfel de rețele trebuie calculate exact cu ajutorul formulelor prezentate mai jos:

Cum se utilizează rezistențe

Un rezistor este obișnuit limita curentului printr-o încărcare în serie, cum ar fi o lampă, un LED, un sistem audio, un tranzistor etc. pentru a proteja aceste dispozitive vulnerabile de situații de supracurent.

În exemplul de mai sus, curent deși LED-ul ar putea fi calculată folosind legea lui Ohm. Cu toate acestea, LED-ul poate să nu se lumineze corect până când nu se aplică nivelul său minim de tensiune înainte, care poate fi între 2 V și 2,5 V (pentru LED-ul ROȘU), prin urmare, formula care poate fi aplicată pentru calcularea curentului prin LED va fi fi

I = (6 - 2) / R

Divizorul potențial

Rezistoarele pot fi utilizate ca divizoare potențiale , pentru reducerea tensiunii de alimentare la un nivel inferior dorit, așa cum se arată în următoarea diagramă:

Cu toate acestea, astfel de separatoare rezistive pot fi utilizate pentru generarea tensiunilor de referință, numai pentru surse de impedanță ridicată. Ieșirea nu poate fi utilizată pentru o operare directă a unei sarcini, deoarece rezistențele implicate ar face curentul semnificativ scăzut.

Circuitul podului Wheatstone

O rețea de poduri de grâu este un circuit care este utilizat pentru măsurarea valorilor rezistorului cu o precizie mare.

Circuitul fundamental al unei rețele de poduri de tip Wheatsone este prezentat mai jos:

Detaliile de lucru ale podului de grâu și modul de a găsi rezultate precise folosind această rețea sunt explicate în diagrama de mai sus.

Circuit de precizie Wheatstone Bridge

Circuitul podului de grâu prezentat în figura alăturată permite utilizatorului să măsoare valoarea unui rezistor necunoscut (R3) cu foarte mare precizie. Pentru aceasta, ratingul rezistențelor cunoscute R1 și R2 trebuie să fie și el exact (tip 1%). R4 ar trebui să fie un potențiometru, care ar putea fi calibrat cu precizie pentru citirile dorite. R5 poate fi un preset, poziționat ca stabilizator de curent de la sursa de alimentare. Rezistorul R6 și comutatorul S1 funcționează ca o rețea de șunt pentru a asigura o protecție adecvată a contorului M1. Pentru a iniția procedura de testare, utilizatorul trebuie să regleze R4 până când se obține o citire zero pe contorul M1. Condiția este, R3 va fi egal cu ajustarea lui R4. În cazul în care R1 nu este identic cu R2, atunci următoarea formulă ar putea fi utilizată pentru a determina valoarea lui R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Condensatoare

Condensatoarele funcționează prin stocarea unei sarcini electrice în cadrul a două plăci interne, care formează și cablurile terminale ale elementului. Unitatea de măsură pentru condensatori este Farad.

Un condensator evaluat la 1 Farad atunci când este conectat la o sursă de 1 volt va putea stoca o încărcare de 6,28 x 10¹⁸electroni.

Cu toate acestea, în electronica practică, condensatorii din Farads sunt considerați prea mari și nu sunt folosiți niciodată. În schimb sunt utilizate unități de condensator mult mai mici, cum ar fi picofarad (pF), nanofarad (nF) și microfarad (uF).

Relația dintre unitățile de mai sus poate fi înțeleasă din tabelul următor și aceasta poate fi utilizată și pentru conversia unei unități în alta.

• 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

Încărcarea și descărcarea condensatorului

Un condensator se va încărca instantaneu atunci când cablurile sale sunt conectate la o sursă de tensiune adecvată.

proces de încărcare poate fi întârziată sau încetinită prin adăugarea unui rezistor în serie cu intrarea de alimentare, așa cum este prezentat în diagramele de mai sus.

Procesul de descărcare este, de asemenea, similar, dar în sens opus. Condensatorul se va descărca instantaneu când cablurile sale sunt scurtcircuitate împreună. Procesul de descărcare poate fi încetinit proporțional prin adăugarea unui rezistor în serie cu cablurile.

Condensator în serie

Condensatoarele pot fi adăugate în serie, conectându-și cablurile între ele, așa cum se arată mai jos. Pentru condensatorii polarizați, conexiunea trebuie să fie astfel încât anodul unui condensator să se conecteze cu catodul celuilalt condensator și așa mai departe. Pentru condensatorii nepolari, cablurile pot fi conectate în orice fel.

Când este conectat în serie, valoarea capacității scade, de exemplu, când doi condensatori de 1 uF sunt conectați în serie, valoarea rezultată devine 0,5 uF. Acest lucru pare a fi exact opusul rezistențelor.

Când este conectat în conexiune în serie, adaugă valoarea nominală a tensiunii sau valorile tensiunii de rupere ale condensatorilor. De exemplu, atunci când doi condensatori nominali de 25 V sunt conectați în serie, domeniul de toleranță a tensiunii se adaugă și crește la 50 V.

Condensatoare în paralel

Condensatoarele pot fi, de asemenea, conectate în paralel prin conectarea cablurilor lor în comun, așa cum se arată în diagrama de mai sus. Pentru condensatorii polarizați, terminalele cu poli asemănători trebuie conectați între ei, pentru capacele nepolare această restricție poate fi ignorată. Când este conectat în paralel, crește valoarea totală rezultată a condensatoarelor, ceea ce este exact opusul în cazul rezistențelor.

Important: Un condensator încărcat poate reține încărcarea între terminalele sale pentru o perioadă semnificativ lungă de timp. Dacă tensiunea este suficient de mare în intervalul de 100 V și mai mare poate provoca șoc dureros dacă sunt atinse cablurile. Niveluri mai mici de tensiuni pot avea suficientă putere pentru a topi chiar și o mică bucată de metal atunci când metalul este adus între cablurile condensatorului.

Cum se utilizează condensatoare

Filtrarea semnalului : Un condensator poate fi folosit pentru tensiuni de filtrare în câteva moduri. Atunci când este conectat la o sursă de curent alternativ, acesta poate atenua semnalul prin împământarea unei părți din conținutul său și permițând o valoare medie acceptabilă la ieșire.

Blocare DC: Un condensator poate fi utilizat în conexiune în serie pentru a bloca o tensiune continuă și pentru a trece un conținut de curent alternativ sau continuu prin aceasta. Această caracteristică permite echipamentelor audio să utilizeze condensatoare la conexiunile de intrare / ieșire pentru a permite trecerea frecvențelor audio și pentru a preveni intrarea tensiunii DC nedorite pe linia de amplificare.

Filtru de alimentare: Condensatoarele funcționează și ca Filtre de alimentare DC în circuitele de alimentare. Într-o sursă de alimentare, după rectificarea semnalului de curent alternativ, curentul continuu rezultat poate fi plin de fluctuații. Un condensator cu valoare mare conectat la această tensiune de ondulare are ca rezultat o cantitate semnificativă de filtrare, determinând fluctuarea continuă a curentului continuu de curent continuu, cu ondulații reduse la o cantitate determinată de valoarea condensatorului.

Cum să faci un integrator

Funcția unui circuit integator este de a modela un semnal de undă pătrată într-o formă de undă triunghiulară, printr-un rezistor, condensator sau Rețea RC , așa cum se arată în figura de mai sus. Aici putem vedea că rezistorul este la partea de intrare și este conectat în serie cu linia, în timp ce condensatorul este conectat pe partea de ieșire, prin capătul de ieșire al rezistorului și linia de masă.

Componentele RC acționează ca un element constant de timp în circuit, al cărui produs trebuie să fie de 10 ori mai mare decât perioada semnalului de intrare. În caz contrar, aceasta poate determina reducerea amplitudinii undei triunghiului de ieșire. În astfel de condiții, circuitul va funcționa ca un filtru trece jos care blochează intrările de înaltă frecvență.

Cum să faci un diferențiator

Funcția unui circuit de diferențiere este de a converti un semnal de intrare a undelor pătrate într-o formă de undă cu vârfuri care are o formă de undă ascendentă și o scădere lentă. Valoarea constantei de timp RC în acest caz trebuie să fie 1/10 din ciclurile de intrare. Circuitele de diferențiere sunt utilizate în mod normal pentru a genera impulsuri de declanșare scurte și ascuțite.

Înțelegerea diodelor și redresoarelor

Diode și redresoare sunt clasificate sub dispozitive semiconductoare , care sunt proiectate să treacă curentul numai într-o direcție specificată, în timp ce se blochează din direcția opusă. Cu toate acestea, o diodă sau module bazate pe diodă nu vor începe să treacă curentul sau să conducă până nu se dobândește nivelul minim necesar de tensiune înainte. De exemplu, o diodă de siliciu va conduce numai atunci când tensiunea aplicată este mai mare de 0,6 V, în timp ce o diodă de germaniu va conduce la minimum 0,3 V. Dacă două două diode sunt conectate în serie, această cerință de tensiune directă se va dubla și la 1,2 V, și așa mai departe.

Utilizarea diodelor ca picurător de tensiune

Așa cum am discutat în paragraful anterior, diodele necesită aproximativ 0,6 V pentru a începe conducerea, aceasta înseamnă, de asemenea, că dioda ar scădea acest nivel de tensiune pe ieșire și masă. De exemplu, dacă se aplică 1 V, dioda va produce 1 - 0,6 = 0,4 V la catodul său.

Această caracteristică permite utilizarea diodelor ca picurator de tensiune . Orice cădere de tensiune dorită poate fi realizată prin conectarea numărului corespunzător de diode în serie. Prin urmare, dacă 4 diode sunt conectate în serie, va crea o deducție totală de 0,6 x 4 = 2,4 V la ieșire și așa mai departe.

Formula de calcul a acestei date mai jos:

Tensiune de ieșire = Tensiune de intrare - (nu diode x 0,6)

Utilizarea diodei ca regulator de tensiune

Diodele datorate funcției lor de scădere a tensiunii înainte pot fi, de asemenea, utilizate pentru a genera tensiuni de referință stabile, așa cum se arată în diagrama alăturată. Tensiunea de ieșire poate fi calculată prin următoarea formulă:

R1 = (Vin - Vout) / I

Asigurați-vă că utilizați puterea adecvată pentru componentele D1 și R1 conform puterii sarcinii. Acestea trebuie să fie evaluate de cel puțin două ori mai mult decât sarcina.

Convertor triunghi în undă sinusoidală

Diodele pot funcționa și ca convertor de unghi triunghi la undă sinusoidală , așa cum este indicat în diagrama de mai sus. Amplitudinea undei sinusoidale de ieșire va depinde de numărul de diode în serie cu D1 și D2.

Voltmetru de citire de vârf

Diodele pot fi, de asemenea, configurate pentru a obține citirea tensiunii de vârf pe un voltmetru. Aici, dioda funcționează ca un redresor pe jumătate de undă, permițând jumătate de ciclu de frecvență să încarce condensatorul C1 la valoarea de vârf a tensiunii de intrare. Contorul arată apoi această valoare de vârf prin devierea sa.

Protector de polaritate inversă

Aceasta este una dintre aplicațiile foarte obișnuite ale diodei, care utilizează o diodă pentru a proteja un circuit împotriva conexiunii accidentale de alimentare inversă.

Înapoi EMF și Protector tranzitoriu

Atunci când o sarcină inductivă este comutată printr-un driver de tranzistor sau un CI, în funcție de valoarea sa de inductanță, această sarcină inductivă ar putea genera EMF de înaltă tensiune, numite și tranzitori inversi, care pot avea potențialul de a provoca o distrugere instantanee a tranzistorului driverului sau IC. O diodă plasată în paralel cu sarcina poate eluda cu ușurință această situație. Diodele din acest tip de configurație sunt cunoscute sub numele de diodă cu roată liberă.

Într-o aplicație de protecție tranzitorie, o diodă este în mod normal conectată la o sarcină inductivă pentru a permite ocolirea unui tranzitor invers de la comutarea inductivă prin diodă.

Acest lucru neutralizează vârful sau tranzitorul prin scurtcircuitarea acestuia prin diodă. Dacă nu se utilizează dioda, tranzitorul EMF din spate va trece prin tranzistorul driverului sau circuitul în sens invers, provocând o deteriorare instantanee a dispozitivului.

Protector contor

Un contor de bobină în mișcare poate fi o piesă de instrument foarte sensibilă, care poate fi grav deteriorată dacă intrarea de alimentare este inversată. O diodă conectată în paralel poate proteja contorul de această situație.

Formă de undă Clipper

O diodă poate fi utilizată pentru a tăia și tăia vârfurile unei forme de undă, așa cum se arată în diagrama de mai sus, și pentru a crea o ieșire cu formă de undă cu valoare medie redusă. Rezistorul R2 poate fi o oală pentru reglarea nivelului de tăiere.

Clipper cu undă completă

Primul circuit de tăiere are capacitatea de a tăia secțiunea pozitivă a formei de undă. Pentru a permite tăierea ambelor capete ale unei forme de undă de intrare, două diode ar putea fi utilizate în paralel cu polaritatea opusă, așa cum se arată mai sus.

Redresor pe jumătate de undă

Atunci când o diodă este utilizată ca redresor pe jumătate de undă cu o intrare de curent alternativ, aceasta blochează ciclurile de curent alternativ pe jumătate de intrare inversă și permite ca cealaltă jumătate să treacă prin ea, creând ieșiri de ciclu pe jumătate de undă, de unde și denumirea de redresor cu jumătate de undă.

Deoarece jumătatea ciclului de curent alternativ este îndepărtată de diodă, ieșirea devine continuă și circuitul este, de asemenea, numit circuit convertizor de curent continuu pe jumătate de undă. Fără un condensator de filtrare, ieșirea va fi o jumătate de undă continuă.

Diagrama anterioară poate fi modificată folosind două diode, pentru a obține două ieșiri separate, cu jumătăți opuse ale AC redresate în polarități DC corespunzătoare.

Redresor cu undă completă

Un redresor cu undă completă sau redresor de punte este un circuit construit folosind 4 diode redresoare într-o configurație punte, așa cum este descris în figura de mai sus. Specialitatea acestui circuit redresor de punte este că este capabil să convertească atât semiciclurile pozitive cât și cele negative ale intrării într-o ieșire continuă cu undă completă.

DC-ul pulsatoriu la ieșirea podului va avea o frecvență de două ori mai mare decât cea de intrare AC datorită includerii impulsurilor de semiciclu negativ și pozitiv într-un singur lanț de impuls pozitiv.

Modulul de dublare a tensiunii

Diodele pot fi, de asemenea, implementate ca tensiune dublă prin cascadarea a câteva diode cu câteva condensatoare electrolitice. Intrarea ar trebui să fie sub formă de DC pulsatoriu sau AC, ceea ce face ca ieșirea să genereze de aproximativ două ori mai multă tensiune decât intrarea. Frecvența pulsatorie de intrare poate fi de la Oscilator IC 555 .

Dublatorul de tensiune utilizând redresorul Bridge

Un dublor de tensiune DC-DC ar putea fi, de asemenea, implementat folosind un redresor de punte și câteva condensatoare de filtru electrolitic, așa cum se arată în diagrama de mai sus. Folosirea unui redresor de punte va avea ca rezultat o eficiență mai mare a efectului de dublare în termeni de curent comparativ cu dublatorul în cascadă anterior.

Tensiune cvadruplă

Cele explicate mai sus multiplicator de tensiune circuitele sunt proiectate să genereze de 2 ori mai multă ieșire decât nivelurile de vârf de intrare, totuși, dacă o aplicație are nevoie de nivele chiar mai mari de multiplicare în ordinea de 4 ori mai mare tensiune, atunci ar putea fi aplicat acest circuit cvadrupler de tensiune.

Aici, circuitul este realizat folosind 4 numere de diode în cascadă și condensatoare pentru a obține de 4 ori mai multă tensiune la ieșire decât vârful de frecvență de intrare.

Diodă SAU Poartă

Diodele pot fi cablate pentru a imita o poartă logică SAU folosind circuitul așa cum se arată mai sus. Tabelul de adevăr alăturat arată logica de ieșire ca răspuns la o combinație de două intrări logice.

NOR Gate folosind diode

La fel ca o poartă SAU, o poartă NOR poate fi, de asemenea, reprodusă folosind câteva diode așa cum se arată mai sus.

ȘI Poarta NAND Poartă folosind diode

Poate fi, de asemenea, posibilă implementarea altor porți logice, cum ar fi poarta ȘI și poarta NAND folosind diode așa cum este prezentat în diagramele de mai sus. Tabelele de adevăr afișate alături de diagrame oferă răspunsul logic exact necesar din set-up-uri.

Module de circuit cu diode Zener

Diferența dintre un redresor și diodă Zener este că, o diodă redresoare va bloca întotdeauna potențialul invers DC, în timp ce dioda zener va bloca potențialul invers DC numai până la atingerea pragului său de tensiune (valoarea tensiunii zener) și apoi se va porni complet și va permite DC să treacă prin ea complet.

În direcția înainte, un zener va acționa similar cu o diodă redresoare și va permite tensiunii să conducă odată ce tensiunea minimă înainte de 0,6 V este atinsă. Astfel, o diodă zener poate fi definită ca un comutator sensibil la tensiune, care conduce și pornește când un prag specific de tensiune este atins, determinat de valoarea de defalcare a zenerului.

De exemplu, un zener de 4,7 V va începe să se desfășoare în ordine inversă imediat ce se atinge 4,7 V, în timp ce în direcția înainte va avea nevoie doar de un potențial de 0,6 V. Graficul de mai jos rezumă rapid explicația pentru dvs.

Regulator de tensiune Zener

O diodă zener poate fi utilizată pentru a crea ieșiri de tensiune stabilizată așa cum se arată în diagrama alăturată, utilizând un rezistor de limitare. Rezistorul de limitare R1 limitează curentul maxim tolerabil pentru zener și îl protejează de arderea cauzată de supracurent.

Modulul indicatorului de tensiune

Deoarece diodele zener sunt disponibile cu o varietate de niveluri de tensiune de avarie, facilitatea ar putea fi aplicată pentru a face un efectiv, dar simplu indicator de tensiune folosind ratingul zener corespunzător, așa cum se arată în diagrama de mai sus.

Schimbator de tensiune

Diodele Zener pot fi, de asemenea, utilizate pentru deplasarea unui nivel de tensiune la un alt nivel, utilizând valori adecvate ale diodei zener, conform nevoilor aplicației.

Tunsor de tensiune

Diodele Zener, fiind un comutator controlat de tensiune, pot fi aplicate pentru a fixa amplitudinea unei forme de undă AC la un nivel dorit mai mic, în funcție de ratingul de avarie, așa cum se arată în diagrama de mai sus.

Module de circuit ale tranzistorului de joncțiune bipolar (BJTs)

Tranzistoare de joncțiune bipolare sau BJT sunt unul dintre cele mai importante dispozitive semiconductoare din familia componentelor electronice și formează elementele de bază pentru aproape toate circuitele electronice.

BJT-urile sunt dispozitive versatile cu semiconductori care pot fi configurate și adaptate pentru implementarea oricărei aplicații electronice dorite.

În paragrafele următoare, o compilație de circuite de aplicații BJT care ar putea fi utilizate ca module de circuite pentru construirea a nenumărate aplicații de circuite personalizate diferite, conform cerințelor utilizatorului.

Să le discutăm în detalii prin următoarele modele.

SAU Modul Gate

Folosind câteva BJT-uri și unele rezistențe, s-ar putea face un design rapid de poartă SAU pentru implementarea OR ieșiri logice ca răspuns la diferite combinații logice de intrare conform tabelului de adevăr prezentat în diagrama de mai sus.

Modul NOR Gate

Cu unele modificări adecvate, configurația SA de poartă explicată mai sus ar putea fi transformată într-un circuit de poartă NOR pentru implementarea funcțiilor logice NOR specificate.

ȘI modulul Gate

Dacă nu aveți un acces rapid la un circuit logic de poartă AND, atunci probabil puteți configura câteva BJT-uri pentru realizarea unui circuit de poartă AND și pentru executarea funcțiilor logice AND de mai sus.

NAND Gate Module

Versatilitatea BJT-urilor le permite BJT-urilor să realizeze orice circuit de funcție logică dorit și a Poarta NAND aplicația nu face excepție. Din nou, folosind câteva BJT-uri puteți construi și aplica rapid un circuit de poartă logică NAND așa cum este descris în figura de mai sus.

Tranzistorul ca întrerupătoare

Așa cum este indicat în diagrama de mai sus a BJT poate fi utilizat pur și simplu ca întrerupător de curent continuu pentru comutarea ON / OF a unei sarcini nominale corespunzătoare. În exemplul prezentat, comutatorul mecanic S1 imită o intrare logică ridicată sau scăzută, ceea ce face ca BJT să pornească / să oprească LED-ul conectat. Deoarece este afișat un tranzistor NPN, conexiunea pozitivă a lui S1 provoacă comutatorul BJT pe LED-ul din circuitul din stânga, în timp ce în circuitul din partea dreaptă LED-ul este oprit când S1 este poziționat la poziția pozitivă a comutatorului.

Invertor de tensiune

Un comutator BJT, așa cum a fost explicat în paragraful anterior, poate fi, de asemenea, conectat ca invertor de tensiune, ceea ce înseamnă crearea unui răspuns de ieșire opus răspunsului de intrare. În exemplul de mai sus, LED-ul de ieșire se va aprinde în absența unei tensiuni în punctul A și se va stinge în prezența unei tensiuni în punctul A.

Modul amplificator BJT

Un BJT poate fi configurat ca o tensiune / curent simplu amplificator pentru amplificarea unui semnal de intrare mic la un nivel mult mai ridicat, echivalent cu tensiunea de alimentare utilizată. Diagrama este prezentată în următoarea diagramă

Modul driver releu BJT

amplificator tranzistor explicat mai sus poate fi folosit pentru aplicații precum a șofer de releu , în care un releu de tensiune mai mare ar putea fi declanșat printr-o mică tensiune de semnal de intrare, așa cum se arată în imaginea de mai jos. Releul poate fi declanșat ca răspuns la un semnal de intrare primit de la un senzor specific de semnal scăzut sau un dispozitiv detector, cum ar fi un LDR , Microfon, PODUL , LM35 , termistor, ultrasunete etc.

Modul controler releu

Doar două BJT-uri pot fi conectate ca un releu intermitent așa cum se arată în imaginea de mai jos. Circuitul va impulsiona releul PORNIT / OPRIT la o anumită rată care poate fi reglată folosind cele două rezistențe variabile R1 și R4.

Modul driver de curent constant LED

Dacă sunteți în căutarea unui circuit de controler de curent ieftin, dar extrem de fiabil, LED-ul dvs. îl puteți construi rapid folosind configurația celor două tranzistori, așa cum se arată în imaginea următoare.

Modul amplificator audio 3V

Acest Amplificator audio de 3 V poate fi aplicat ca etapă de ieșire pentru orice sistem de sunet, cum ar fi radiouri, microfon, mixer, alarmă etc. Principalul element activ este tranzistorul Q1, în timp ce transformatoarele de ieșire de intrare acționează ca niște etape complementare pentru generarea unui amplificator audio cu câștig ridicat.

Modul amplificator audio în două etape

Pentru un nivel de amplificare mai ridicat, se poate folosi un amplificator cu doi tranzistori așa cum se arată în această diagramă. Aici este inclus un tranzistor suplimentar la partea de intrare, deși transformatorul de intrare a fost eliminat, făcând circuitul mai compact și mai eficient.

Modul amplificator MIC

Imaginea de mai jos arată un preamplificator de bază modul de circuit, care poate fi utilizat cu orice standard electret MIC pentru ridicarea micului său semnal de 2 mV într-un nivel rezonabil mai mare de 100 mV, care poate fi doar potrivit pentru integrarea la un amplificator de putere.

Modul mixer audio

Dacă aveți o aplicație în care două semnale audio diferite trebuie amestecate și amestecate împreună într-o singură ieșire, atunci următorul circuit va funcționa frumos. Utilizează un singur BJT și câteva rezistențe pentru implementare. Cele două rezistențe variabile de pe partea de intrare determină cantitatea de semnal care poate fi amestecată între cele două surse pentru amplificare la raporturile dorite.

Modul oscilator simplu

Un oscilator este de fapt un generator de frecvență, care poate fi folosit pentru a genera un ton muzical peste un difuzor. Cea mai simplă versiune a unui astfel de circuit oscilator este prezentată mai jos folosind doar câteva BJT-uri. R3 controlează frecvența de ieșire de la oscilator, care variază și tonul audio al difuzorului.

Modulul oscilator LC

În exemplul de mai sus am învățat un oscilator cu tranzistor bazat pe RC. Următoarea imagine explică un tranzistor simplu, Bazat pe LC sau modul de circuit al oscilatorului bazat pe inductanță, capacitate. Detaliile inductorului sunt date în diagramă. Presetarea R1 poate fi utilizată pentru a varia frecvența tonului de la oscilator.

Circuitul metronomului

Am studiat deja câteva metronom mai devreme în site-ul web, circuitul metronomului cu doi tranzistori este prezentat mai jos.

Sondă logică

LA circuitul sondei logice este un echipament important pentru depanarea defecțiunilor cruciale ale plăcii de circuite. Unitatea poate fi construită folosind cel puțin un singur tranzistor și câteva rezistențe. Proiectarea completă este prezentată în următoarea diagramă.

Modulul circuitului sirenei reglabil

Un foarte util și circuit puternic de sirena poate fi creat așa cum este descris în următoarea diagramă. Circuitul folosește doar două tranzistoare pentru generarea unui sunet de sirena de tip ascendent si descendent , care poate fi comutat folosind S1. Comutatorul S2 selectează gama de frecvență a tonului, frecvența mai mare va genera un sunet mai strâns decât frecvențele mai mici. R4 permite utilizatorului să varieze tonul și mai mult în intervalul selectat.

Modul generator de zgomot alb

Un zgomot alb este o frecvență a sunetului care generează un tip de sunet de frecvență joasă, de exemplu sunetul care se aude în timpul unei precipitații abundente constante, sau de la un post FM neacordat sau de la un televizor care nu este conectat la o conexiune prin cablu, un ventilator de mare viteză etc.

Tranzistorul de mai sus va genera același tip de zgomot alb, atunci când ieșirea sa este conectată la un amplificator adecvat.

Comutați modulul Debouncer

Acest comutator poate fi utilizat cu un comutator cu buton pentru a se asigura că circuitul care este controlat de buton nu este niciodată zguduit sau deranjat din cauza tranzitorilor de tensiune generate în timpul eliberării comutatorului. Când comutatorul este apăsat, ieșirea devine 0 V instantaneu și când este eliberat, ieșirea devine mare în modul lent, fără a provoca probleme la etapele circuitului atașat.

Modul mic transmițător AM

Acest transistor, mic transmițător AM wireless poate trimite un semnal de frecvență către un AM radio ținut la o anumită distanță de unitate. Bobina poate fi orice bobină obișnuită de antenă AM / MW, cunoscută și sub numele de bobină de antenă cu buclă.

Modulul de măsurare a frecvenței

Un destul de precis contor de frecvență analogic modulul ar putea fi construit folosind circuitul cu tranzistor unic prezentat mai sus. Frecvența de intrare trebuie să fie de 1 V vârf până la vârf. Gama de frecvențe poate fi ajustată utilizând valori diferite pentru C1 și setând potul R2 în mod corespunzător.

Modul generator de impulsuri

Doar câteva BJT-uri și câteva rezistențe sunt necesare pentru a crea un modul util al circuitului generatorului de impulsuri, așa cum se arată în figura de mai sus. Lățimea impulsului poate fi reglată folosind diferite valori pentru C1, în timp ce R3 poate fi utilizat pentru reglarea frecvenței pulsului.

Modul amplificator contor

Acest modul amplificator ampermetru poate fi utilizat pentru măsurarea unor magnitudini de curent extrem de mici în gama microamperelor, în ieșire lizibilă pe un ampermetru de 1 mA.

Modul de intermitent activat cu lumină

Un LED va începe să clipească la un anumit moment imediat ce o lumină ambientală sau o lumină externă este detectată peste un senzor de lumină atașat. Aplicarea acestui intermitent sensibil la lumină poate fi diversă și foarte personalizabilă, în funcție de preferințele utilizatorului.

Intermitent declanșat de întuneric

Destul de similar, dar cu efecte opuse aplicației de mai sus, acest modul va începe intermitent un LED de îndată ce nivelul de lumină ambientală scade la aproape întuneric sau așa cum este setat de rețeaua divizoare de potențial R1, R2.

Intermitent de mare putere

LA intermitent de mare putere modulul poate fi construit folosind doar câteva tranzistori așa cum se arată în schema de mai sus. Unitatea va clipi sau va clipi puternic o lampă incandescentă sau halogenă conectată, iar puterea acestei lămpi poate fi îmbunătățită prin actualizarea adecvată a specificațiilor Q2.

Telecomandă cu emițător / receptor de lumină LED

Putem observa două module de circuit în schema de mai sus. Modulul din partea stângă funcționează ca un transmițător de frecvență LED, în timp ce modulul din partea dreaptă funcționează ca circuitul receptorului / detectorului de frecvență de lumină. Când transmițătorul este pornit și focalizat pe detectorul de lumină al receptorului Q1, frecvența de la transmițător este detectată de circuitul receptorului și sonorul piezo atașat începe să vibreze la aceeași frecvență. Modulul poate fi modificat în mai multe moduri diferite, conform cerințelor specifice.

Module de circuit FET

FET înseamnă Tranzistoare cu efect de câmp care sunt considerate a fi tranzistoare extrem de eficiente în comparație cu BJT-urile, în multe aspecte.

În următoarele exemple de circuite vom învăța despre multe module de circuite bazate pe FET interesante care pot fi integrate între ele pentru a crea numeroase circuite inovatoare diferite, pentru aplicații și utilizări personalizate.

Comutator FET

În paragrafele anterioare am învățat cum să folosim un BJT ca switch, destul de similar, un FET poate fi aplicat și ca un switch DC ON / OFF.

Figura de mai sus arată un FET configurat ca un comutator pentru comutarea unui LED ON / OFF ca răspuns la un semnal de intrare de 9V și 0V la poarta sa.

Spre deosebire de un BJT care poate porni ON / OFF o sarcină de ieșire ca răspuns la un semnal de intrare de până la 0,6 V, un FET va face același lucru, dar cu un semnal de intrare de aproximativ 9V la 12 V. Cu toate acestea, 0,6 V pentru un BJT este dependent de curent și curentul cu 0,6 V trebuie să fie în mod corespunzător ridicat sau scăzut în raport cu curentul de sarcină. Spre deosebire de aceasta, curentul unității de intrare a porții de intrare pentru un FET nu depinde de sarcină și poate fi la fel de mic ca un microamper.

Amplificator FET

La fel ca un BJT, puteți conecta și un FET pentru amplificarea semnalelor de intrare de curent extrem de redus la o ieșire de înaltă tensiune amplificată de înaltă tensiune, așa cum este indicat în figura de mai sus.

Modul amplificator MIC de înaltă impedanță

Dacă vă întrebați cum să utilizați un tranzistor cu efect de câmp pentru construirea unui circuit amplificator Hi-Z sau MIC de înaltă impedanță, atunci proiectul explicat mai sus vă poate ajuta în atingerea obiectivului.

Modulul mixer FET Audo

Un FET poate fi folosit și ca mixer de semnal audio, așa cum este ilustrat în diagrama de mai sus. Două semnale audio alimentate între punctele A și B sunt amestecate împreună de FET și combinate la ieșire prin C4.

Întârziere FET ON Circuit Module

Un nivel rezonabil întârziere circuit ON cronometru poate fi configurat folosind schema de mai jos.

Când S1 este apăsat pe ON, alimentarea este stocată în condensatorul C1, iar tensiunea pornește și pe FET. Când S1 este eliberat, încărcarea stocată în interiorul C1 continuă să mențină FET ON.

Cu toate acestea, FET fiind un dispozitiv de intrare cu impedanță ridicată nu permite C1 să se descarce rapid și, prin urmare, FET rămâne pornit destul de mult timp. Între timp, atâta timp cât FET Q1 rămâne PORNIT, BJT Q2 atașat rămâne oprit, datorită acțiunii de inversare a FET care menține baza Q2 împământată.

Situația menține, de asemenea, soneria oprită. În cele din urmă și treptat, C1 se descarcă într-un punct în care FET nu poate rămâne pornit. Aceasta revine la starea de la baza Q1, care acum pornește și activează alarma sonoră conectată.

Modul temporizator OFF Timp

Acest design este exact similar cu conceptul de mai sus, cu excepția etapei de inversare BJT, care nu este prezentă aici. Din acest motiv, FET acționează ca un temporizator de întârziere. Adică, ieșirea rămâne pornită inițial în timp ce condensatorul C1 se descarcă, iar FET este pornit și, în cele din urmă, atunci când C1 este complet descărcat, FET se oprește și sunetul sonor.

Modul amplificator de putere simplu

Folosind doar câteva FET-uri, este posibil să se realizeze un mod rezonabil amplificator audio puternic din jur 5 wați sau chiar mai sus.

Modul dublu clipește cu LED-uri

Acesta este un circuit FET foarte simplu, care poate fi folosit pentru a aprinde intermitent două LED-uri în cele două drenaje ale MOSFET-urilor. Aspectul bun al acestui lucru estabil este că LED-urile vor comuta la o rată de pornire / oprire ascuțită bine definită, fără niciun efect de diminuare sau se estompează lent și se ridică . Rata intermitentă ar putea fi ajustată prin potul R3.

Module de circuit pentru oscilatoare UJT

UJT sau pentru Tranzistor Unijunction , este un tip special de tranzistor care poate fi configurat ca oscilator flexibil folosind o rețea RC externă.

Proiectarea de bază a unui dispozitiv electronic Oscilator bazat pe UJT poate fi văzut în următoarea diagramă. Rețeaua RC R1 și C1 determină frecvența de ieșire de pe dispozitivul UJT. Creșterea valorilor R1 sau C1 reduce frecvența și invers.

Modul generator de efecte sonore UJT

Un mic generator de efecte sonore frumos ar putea fi construit folosind câteva oscilatoare UJT și combinând frecvențele acestora. Schema completă a circuitului este prezentată mai jos.

Modul cu temporizator de un minut

Un foarte util un minut temporizator de pornire / oprire circuitul poate fi construit folosind un singur UJT așa cum se arată mai jos. Este de fapt un circuit oscilator care folosește valori RC ridicate pentru a încetini rata de frecvență ON / OFF la 1 minut.

Această întârziere ar putea fi sporită și mai mult prin creșterea valorilor componentelor R1 și C1.

Module transductor piezo

Traductoare piezo sunt dispozitive special create, care utilizează material piezo sensibil și receptiv la curentul electric.

Materialul piezo din interiorul unui traductor piezo reacționează la un câmp electric provocând distorsiuni în structura acestuia, ceea ce dă naștere vibrațiilor dispozitivului, rezultând generarea de sunet.

În schimb, atunci când se aplică o tensiune mecanică calculată pe un traductor piezo, acesta distorsionează mecanic materialul piezo din interiorul dispozitivului, rezultând o generare a unei cantități proporționale de curent electric pe bornele traductorului.

Când este folosit ca. Buzzer DC , traductorul piezo trebuie să fie atașat cu un oscilator pentru a crea ieșirea de zgomot de vibrații, deoarece aceste dispozitive pot răspunde doar la o frecvență.

Imaginea arată un senzor piezo-sonor simplu conexiune cu o sursă de alimentare. Acest buzzer are un oscilator intern pentru a răspunde la tensiunea de alimentare.

Buzzerele piezoelectrice pot fi utilizate pentru indicarea unei condiții logice ridicate sau scăzute în circuit prin următorul circuit prezentat.

Modul generator de ton piezo

Un traductor piezo poate fi configurat pentru a genera o ieșire continuă a tonului cu volum scăzut, în următoarea diagramă a circuitului. Dispozitivul piezo ar trebui să fie un dispozitiv cu 3 terminale.

Modul de ton sonor variabil piezo

Următoarea figură de mai jos prezintă câteva concepte de sonerie utilizând traductoare piezo. Elementele piezo se presupune a fi elemente cu 3 fire. Diagrama din stânga prezintă un design rezistiv pentru forțarea oscilațiilor în traductorul piezo, în timp ce diagrama din partea dreaptă prezintă un concept inductiv. Designul pe bază de inductor sau bobină induce oscilațiile prin vârfuri de feedback.

Module de circuit SCR

SCR-uri sau tiristoare sunt dispozitive semiconductoare care se comportă ca diode redresoare, dar facilitează conducerea acestuia printr-o intrare externă de semnal DC.

Cu toate acestea, conform caracteristicilor lor, SCR-uri au tendința de a se bloca atunci când alimentarea cu sarcină este continuă. Figura următoare indică o configurare simplă care exploatează această caracteristică de blocare a dispozitivului pentru a porni ON și OFF o încărcare RL ca răspuns la apăsarea comutatoarelor S1 și S2. S1 pornește sarcina, în timp ce S2 oprește sarcina.

Modul releu activat cu lumină

Un simplu lumină activată modulul de releu ar putea fi construit folosind un SCR și un fototranzistor , așa cum este ilustrat în figura de mai jos.

De îndată ce nivelul de lumină al fototranzistorului depășește nivelul pragului de declanșare setat al SCR, SCR se declanșează și se blochează, porniți releul. Blocarea rămâne așa cum este până când comutatorul de resetare S1 este apăsat ca întuneric suficient, sau alimentarea este oprită și apoi pornită ..

Oscilator de relaxare folosind modulul Triac

Un circuit oscilator de relaxare simplu poate fi construit folosind o rețea SCR și RC, așa cum este prezentat în diagrama de mai jos.

Frecvența oscilatorului va produce un ton de frecvență joasă peste difuzorul conectat. Frecvența tonului acestui oscilator de relaxare poate fi reglată prin rezistența variabilă R1 și R2, precum și prin condensatorul C1.

Modulul de control al vitezei motorului Triac AC

Un UJT este în mod normal renumit pentru funcțiile sale oscilatorii fiabile. Cu toate acestea, același dispozitiv poate fi utilizat și cu triac pentru a activa 0 la control complet al vitezei motoarelor de curent alternativ .

Rezistorul R1 funcționează ca o reglare a controlului frecvenței pentru frecvența UJT. Această ieșire cu frecvență variabilă comută triacul la diferite rate ON / OFF în funcție de ajustările R1.

La rândul său, această comutare variabilă a triacului determină o cantitate proporțională de variații ale vitezei motorului conectat.

Modulul tampon Triac Gate

Diagrama de mai sus arată cât de simplu a triac poate fi PORNIT OPRIT printr-un comutator PORNIT / OPRIT și, de asemenea, asigură siguranța la triac utilizând sarcina în sine ca etapă tampon. R1 limitează curentul la poarta triac, în timp ce sarcina asigură suplimentar protecția porții triac de la trecerea bruscă la tranzitorii ON și permite triac-ului să pornească cu un mod de pornire soft.

Modulul UJT Triac / UJT Flasher

Un oscilator UJT poate fi de asemenea implementat ca un Atenuator lampă AC așa cum se arată în diagrama de mai sus.

Potul R1 este utilizat pentru reglarea ratei oscilante sau a frecvenței, care la rândul său determină rata de comutare ON / OFF a triacului și a lămpii conectate.

Frecvența de comutare fiind prea mare, lampa pare să se aprindă permanent, deși intensitatea variază din cauza tensiunii medii variază în funcție de comutarea UJT.

Concluzie

În secțiunile de mai sus am discutat multe concepte și teorii fundamentale despre electronică și am învățat cum să configurăm circuite mici folosind diode, tranzistoare, FET etc.

De fapt, există mai multe nenumărate module de circuite care pot fi create folosind aceste componente de bază pentru implementarea oricărei idei de circuite dorite, conform specificațiilor date.

După ce se cunoaște bine toate aceste modele de bază sau module de circuite, orice nou-venit din fișier poate învăța să integreze aceste module unul pentru celălalt pentru a obține numeroase alte circuite interesante sau pentru realizarea unei aplicații de circuite specializate.

Dacă aveți întrebări suplimentare cu privire la aceste concepte de bază despre electronică sau cu privire la modul de a vă alătura acestor module pentru nevoi specifice, vă rugăm să nu ezitați să comentați și să discutați subiectele.