Witam. Mam pewien problem z przerzutnikiem astabilnym. Tak mi się wydaje, że to właśnie taki przerzutnik. Pochodzi on z oślej łączki z kursu EDW.
Nie wiem w jaki sposób on działa. Z tego co się domyślałem to wyszło mi na to, aby układ działał kondensator C1 powinien być naładowany, a T2 powinien przewodzić, a potem zmiana. C2 naładowany i się rozładowywuje, w tym czasie C1 się ładuje, a T1 przewodzi, a T2 jest zatkany. Czy dobrze myślę?
Jeśli dobrze myślę (C1 naładowany i T2 przewodzi) to czy T1 jest zwarty do masy przez R3 i jest zatkany w ten sposób? Moje kolejne pytanie, w jaki sposób, w jakim obwodzie ładuje się C2? Myślę, że C2, jego - ładuje się przez R4 i diodę LED, a + jakoś przez bazę T1, ale pewnie się mylę. Proszę o pomoc.
Mój kolejny problem dotyczy także jeszcze jednego przerzutnika astabilnego z oślej łączki.
Jeśli założymy, że T1 jest otwarty oraz C1 się rozładowywuje to czy:
- '-' C1 idzie na bazę T2 i go zatyka ?
- C2 '-' ładuje się poprzez bazę tranzystora T1 ?
- C2 '+' ładuje się przez R2, czy tam idzie jakieś napięcie ?
- w takim stanie rzeczy jeśli T1 oraz C1 "działają" to czy dioda LED przy R1 świeci ?
Pamiętaj że do otwarcia tranzystora PNP emiter musi mieć wyższy potencjał niż baza.
Czyli rezystor R3 powoduje przewodzenia tranzystora bo „zwiera” bazę do masy a emiter na stałe połączony jest z plusem zasilania.
I jeśli T1 jest otwarty dzięki R3, świeci dioda czerwona. Tranzystor T2 jest zatkany przez naładowany kondensator C1. Kondensator C1 rozładowuje się przez R2 aż do otwarcia T2 co powoduje zatkanie T1 przez naładowany kondensator C2 i zaświecenie diody zielonej.
Tranzystor T2 przewodzi dzięki R2, a kondensator C2 rozładowuje się przez R3 aż do otwarcia T1 i cała zabawa się powtarza.
Kondensator C2 ładowany jest prądem płynącym w obwodzie plus baterii złącze emiter-baza T1, C2 rezystor R4 zielona dioda i minus baterii.
Podobnie jest z C1
Bardziej szczegółowa analiza wersji z tranzystorami NPN znajdziesz tu:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=2288487#2288487 W tym spakowanym pliku (Edw899.rar) jest wytłumaczone jak działa ten układ.
Po przeczytaniu tego nie powinieneś mieć już żadnych wątpliwości jak dział ten układ.
C2: +baterii, prawa dioda LED, R2, C2, złącze B-E tranzystora T1, minus baterii
obwody rozładowania (a przeładowania go na odwrotną polaryzację) kondensatorów:
C1: plus baterii, R3, C1, nasycony T1 (kol. emit.), minus baterii
C2: plus baterii, R4, C2, nasycony T2 (kol. emit.), minus baterii
T1 jest zatkany gdy rozładowuje się C2
T2 jest zatkany gdy rozładowuje się C1
Stałe czasowe R4, C2 i R3, C1 określają czasy trwania stanów stabilnych przerzutnika.
Układ startuje na skutek asymetrii wartości elementów (tylko na schemacie są one identyczne, w rzeczywistości elementy mają różne parametry (wzmocnienia, wartości rezystancji i pojemności). Po włączeniu zasilania jeden z tranzystorów zaczyna przewodzić trochę wcześniej od drugiego a potem to już leci.
Przykładowo:
kondensator C1 jest naładowany do napięcia
UC1_0=Ub-Uled-Ube
gdy T1 zostanie nasycony to prawa (plusowa) okładka C1 znajduje się na poziomie Uce_sat (napięcia nasycenia T1), druga zaś okładka (i jednocześnie baza T2) na poziomie:
0 - oznacza stan początkowy:
Ub2_0=Uce_sat_T1-UC1_0=Uce_sat-Ub+Uled+Ube
kondensator zaczyna się przeładowywać przez R3, napięcie na jego ujemnej okładce wzrasta (i jednocześnie na bazie T2), gdy osiągnie napięcie przewodzenia T2 (czyli Ube) to tranzystor T2 zaczyna przewodzić i przez C2 zatyka T1, nastąpił przerzut.
Następny następuje gdy C2 przeładuje się do momentu przewodzenia T1.
Zasady działania wynika, że:
- stała czasowa ładowania R1,C1 musi być dużo mniejsza niż stała czasowa rozładowania R3, C1
- stała czasowa ładowania R2,C2 musi być dużo mniejsza niż stała czasowa rozładowania R4, C2
Obecność diod LED w kolektorach powoduje, że kondensatory C1 i C2 ładują się do niższego napięcia niż przy ich nieobecności, powoduje to, że także czas rozładowania kondensatorów jest krótszy niz w układzie z samymi rezystorami.
Poprawiłem, dzięki Jony za uwagi ) Tak to jest jak się nie patrzy na schemat w czasie pisania
Właśnie miałem pisać, że coś jest nie tak z treścią postu, ale widzę, że już poprawione.
Mam jeszcze jeden problem. Mianowicie z przerzutnikiem Schmitta. Oto schemat.
Nie wiem na jakiej zasadzie to w ogóle działa. Podobno jest to lepsze do pewnego przełączania niż dodatnie sprzężenie zwrotne. O tyle co rozumiem dodatnie sprzeżenie zwrotne, podawanie części sygnału z wyjścia na wejście co pewniej przełącza, to przerzutnik Schmitta nie kojarzę co i jak. Według mnie to wszystko by się przełączało powoli (delikatnie) jeśli by nie było rezystora, który zwiera kondensatory do masy. Czy na prawdę rezystor ten robi tak dużo?
Jeszcze jedno pytanie odnośnie dodatniego sprzężenia zwrotnego. Czy dobrze je rozumiem? Jak należy dobierać połączenie między wyjściem, a wejściem układu, żeby nie było to zbyt "głębokie".
Na czym polega ujemne sprężenie zwrotne?
jony czy masz może podobne pomoce do powyższych problemów?
Czy mógłby mi ktoś jeszcze wytłumaczyć jak to jest w przypadku pierwszego rysunku w pierwszym poście z tranzystorami PNP? Nie mogę tego zrozumieć. Musi chyba być tam jakaś inna zasada, albo coś. Z tranzystorami typu NPN wszystko jest dla mnie jasne.
Czy mógłby mi ktoś jeszcze wytłumaczyć jak to jest w przypadku pierwszego rysunku w pierwszym poście z tranzystorami PNP? Nie mogę tego zrozumieć. Musi chyba być tam jakaś inna zasada, albo coś. Z tranzystorami typu NPN wszystko jest dla mnie jasne.
Pozdrawiam.
Jeśli chodź o ten układ z tranzystorami PNP to działa on dokładnie tak samo jak z NPN.
No ale doba, na początek powiedz mi która dioda będzie święcić w tym układzie.
Resztą zajmiemy sie później.
Ale dla zobrazowania dodatniego sprzężenia zwrotnego zobacz na ten rysunek z oślej laczki.
I poczuj intuicyjnie istotę dodatniego sprzężenia zwrotnego.
Lekkie otwarcie T1 powoduje przytkanie T2, co powoduje wzrost napięcia na kolektorze T2.
Oznacza to wzrost prądu płynącego przez R6, co z kolei jeszcze bardziej otwiera T1, bardziej zatyka T2 a napięcie na kolektorze T2 staje się jeszcze większe co jeszcze bardziej zwiększa prąd płynący przez R6 co jeszcze bardziej otwiera T1 i tak dalej, aż do całkowitego zatkanie T2.
Albo w drugą stronę.
Lekkie przytkanie T1 powoduje lekkie otwarcie T2 co powoduje zmniejszenie napięcia na kolektorze T2 a tym samym maleje prąd płynący przez R6. Malejący prąd R6 powoduje jeszcze większe przytkanie T1, większe otwarcie T2, jeszcze większe zmniejszenie napięcia na kolektor T2, co w konsekwencji jeszcze bardziej zmniejszy prąd R6 i tak dalej.
Jak widzisz dodatnie sprzężenie zwrotne pogłębia (wzmacnia) sygnał wejściowy czy tez jakieś zaburzenie.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Sprz%C4%99%C5%BCenie_zwrotne Czy to jest jasne?
Jeśli tak to możemy przeanalizować działanie przerzutnika Schmitta.
Układ ten nie przerzuca się powoli dzięki różnym wartością R3 i R5.
I do poprawnej pracy wymagane jest by R3 było większe od R5.
Co powoduje ze Ic1<Ic2.
A tym samym różne będą napięcia na emiterze, zależnie od tego który z tranzystorów aktualnie przewodzi.
:
Zakładamy napięcie zasilania równe 12V i napięcia na diodzie LED 2V.
Gdy jest ciemno tranzystor T1 jest zatkany, a na pewno przewodzi T2.
Napięcie na rezystorze R6 a tym samym na emiterze T1 i T2 wynosi ok. 0.91V
(Ic=(12V-2V)/1.1K=9.09mA, pomijamy prąd bazy).
Jak wiadomo do otwarcia tranzystora NPN napięcie na bazie musi być większe od napięcia na emiterze o ok. 0.6V. Co dla naszego układu da nam napięcie w okolicy 1.6V.
I właśnie do takiej wartości musi wzrosnąć napięcie na bazie, by T1 wogóle się otworzył.
I dokupi napięcie wejściowe nie wzrośnie do 1.6V stan pracy układu nie ulegnie zmianie.
Gdy napięcie wejściowe osiągnie wartość 1.6V, tranzystor T1 się otworzy.
Powoduje to wzrost prądu kolektora tranzystora T1, maleje napięcie kolektora T1, a tym samym maleje napięcie na bazie T2. Maleje też napięcie na emiterze T1( napięcie to maleje na skutek Ic1<Ic2 a to wynika z R3>R5) , co jeszcze bardziej przyspiesza otwarcie tranzystor T1, co powoduje dalsze obniżenie napięcia na bazie T2 i jeszcze szybsze jego zatykanie. Co znowu powoduje obniżenie napięcia emitera co jeszcze bardziej otwiera T1. Aż do zatkania T2 ( i to jest te dodatnie sprzężenie zwrotne, chodź w tym układzie słabo jest ono widoczne).
Napięcie na emiterze gdy przewodzi T1 wynosi ok. 0.52V (Ic=12V/(2.2K + 100)).
Dalszy wzrost napięcia na wejściu (oświetlenie fotorezystora) nie zmieni już nic w układzie.
Tranzystor T1 dalej będzie otwarty a T2 zatkany.
Do ponownego otwarcia T2 napięcie wejściowe musi zacząć opadać. A dokładnie to musi zmaleć do wartości ok. 1.2V. (pamiętaj, na emiterze mamy 0.52V, a na bazie T1 ok. 1.2V czyli jak napięcie na bazie zmaleje odrobinkę poniżej 1.2V to T1 będzie przytykany)
I wtedy to przytykany T1 powoduje wzrost napięcia kolektora T1 a tym samym otwarcie T2 co powoduje wzrost napięcia na emiterze i jeszcze mocniejsze przytykanie T1 co pociąga za sobą jeszcze szybszy wzrost napięcia na kolektorze T1. Co jeszcze bardziej przyspieszy otwarcie T2 itd. (dodatnie sprzężenie). Wszystko to oczywiście dziej się bardzo szybko, ze prawie od razu napięcia na emiterze ustala się na poziomie 0.91V.
Czyli powróciliśmy do stanu początkowego. T1 zatkany, T2 przewodzi.
Jak widać układ zmienia stan tylko wtedy gdy napięcie wejściowe wzrośnie ponad 1.6V.
I powróci do stanu poprzedniego gdy spadnie poniżej 1.2V. Nazywa się to histerezą.
Nie wiem czy moje wyjaśnienia coś ci pomogły.
Ale teraz sam powinieneś sie nad tym głęboko zastanowić i wszystko dokładnie jeszcze raz przeanalizować.
Ujemnym sprzężeniem może zajmiemy sie później jak to zrozumiesz.
Co do układu z tranzystorami PNP to myślę, że będzie się świecić dioda D1, czerwona.
Mam teraz pytanie jeszcze odnośnie pierwszego rysunku w pierwszym poście. Jak tam się ładuje kondensator C2. Napisałeś, że w obwodzie + baterii, emiter-baza T1, C2, R4, zielona dioda i minus baterii. Jak to jest możliwe? Jeśli tranzystor T2 jest zatkany to napięcie na złączu emiter-kolektor jest równe zasilaniu, czy mam rację? Więc jak kondensator C2 ma się naładować?
Jak to jest w ogóle z tymi właściwościami tranzystorów NPN i PNP?
Co do przerzutnika Schmitta bym był wdzięczny jeśli byś sprecyzował, o które rezystory ci chodzi. Na wikipedi, do której podałeś odnośnik nie ma takich rezystorów. Więc jeszcze nie analizowałem tego co napisałeś o tym przerzutniku.
Co do układu z tranzystorami PNP to myślę, że będzie się świecić dioda D1, czerwona.
Dokładnie tranzystor będzie otwarty w pełni (nasycony) I między złączem emeiter- kolektor mamy praktycznie zwarcie. (dokładnie to Ucesat kilka miliwoltów ) Napięcie na kolektorze w stosunku do masy będzie wynosić ok 8.8V ( w praktyce wiecowej może nawet 9.9V)
y0yster wrote:
Mam teraz pytanie jeszcze odnośnie pierwszego rysunku w pierwszym poście. Jak tam się ładuje kondensator C2. Napisałeś, że w obwodzie + baterii, emiter-baza T1, C2, R4, zielona dioda i minus baterii. Jak to jest możliwe? Jeśli tranzystor T2 jest zatkany to napięcie na złączu emiter-kolektor jest równe zasilaniu, czy mam rację? Więc jak kondensator C2 ma się naładować?
Jeśli tranzystor jest zatkany (nie przewodzi prądu) to tak jak by wogóle go tam nie było. (można go ze schematu wymazać)
I to otwarty tranzystor (nasycony) zwiera do plusa zasilania.
Tak samo tranzystor NPN.
Nasycony zwiera ze sobą złącze kolektor-emiter (zwiera do masy)
Zatkany, nie wpływa na działanie układu.
I obwód ładowania C2 w NPN
C2: +baterii, prawa dioda LED, R2, C2, złącze B-E tranzystora T1, minus baterii. I teraz ty wyskakujesz ze jak to możliwe skoro T2 jest zatkany i zwiera dodatnia okładzinę C2 do masy? Kompletny bezsensu.
Tranzystor zatkany nie wpływa na działanie innych obwodów. Można go usunąć przy analizie.
y0yster wrote:
Jak to jest w ogóle z tymi właściwościami tranzystorów NPN i PNP?
O jakie właściwości ci chodzi ?
y0yster wrote:
Co do przerzutnika Schmitta bym był wdzięczny jeśli byś sprecyzował, o które rezystory ci chodzi. Na wikipedi, do której podałeś odnośnik nie ma takich rezystorów. Więc jeszcze nie analizowałem tego co napisałeś o tym przerzutniku.
Pozdrawiam.
Co to dych właściwości to chodi mi o to co się dzieje gdy tranzystor jest otwarty, a co gdy jest zatkany. Widzę, że tu jakieś nowe rzeczy są i za bardzo ich nie rozumiem.
Mam tu pewien schemat:
W sytuacji A dioda będzie się świecić.
W B, nie będzie się świecić.
W C chyba już nie. Ponieważ tranzystor będzie otwarty
W D będzie się palić, cy mam rację?
Jak to jest z tymi 4 stanami tranzystora. Nie mogę za bardzo tego załapać. Szukałem już różne artykuły, ale wszyscy piszą prawie to samo .
Co do tego przerzutnika Schmitta nie zauważyłem, że piszesz do tego schematu .
Na tych schematach sama sobie bicza ukręciłeś, na ale spoko.
Baza musi być zasilana z innego obwodu lub musi być rezystor w kolektorze, bo w takiej sytuacji jak na schemacie to tranzystor działa jak dioda.
Poprawny schemat wygląda tak. Chodzi o ten rezystor R1 trzeba go wstawić.
Na ale załóżmy ze schematy są poprawne.
Układ A.
Rezystor zwiera bazę do masy wiec tranzystor nie ma prawa przewodzić, jest zatkany.
Świeci dioda LED
Układ B
Rezystor R2 podłączony jest do plusa. I polaryzuje bazę tranzystora napięciem dodatnim w stosunku do emitera. Tranzystor jest otwarty, i praktycznie stanowi zwarcie. Dioda LED nie świeci.
Układ C
Rezystor R3 ściągną napięcie bazy do potencjału masy. I tym samym polaryzuje bazę tranzystora napięciem ujemnym w stosunku do emitera. Co powoduje otwarcie tranzystora PNP. I analogicznie dioda LED nie świeci.
Układ D
Rezystor R4 podłączony jest do plusa czyli na bazie i emiterze mamy to samo napięcie.
Tranzystor będzie zatkany. Dioda LED świeci.
Ok. Wielkie dzięki. Widzę, że dobrze myślałem co do tych tranzystorów .
Powiedz mi czy dobrze myślę. Już rozważyłem kilka spraw i doszedłem do takiego wniosku jak to działa:
Zakładając, że tranzystor T1 jest otwarty, a C1 jest naładowany i przebiega proces rozładowywania.
Na kolektorze T1 jest występuje 0V? Inaczej... C1 jest zwarty do masy przez R1 oraz diodę czerwoną, która teraz świeci.
C1 rozładowywuje się poprzez T2 podając mu napięcie bliskie napięciu zasilania, do którego zdążył się naładować. Przezwycięża on jak gdyby zwarcie '+' C1 do masy i jest tutaj źródłem napięcia. Można powiedzieć, że jest kolejną baterią w obwodzie.
W tym samym czasie kondensator C2 ładuje się w obwodzie '+' baterii, emiter-baza T1, C2, R4, zielona dioda, masa. Mam teraz wątpliwość jak on się ładuje skoro '+' C2 jest zwarty do masy przez R3. Chyba on nie pełni jeszcze roli baterii? Chyba, że z I, czy tam II prawa Kirchhoffa... prąd rozpływa się. Prąd wpływowy pochodzi od bazy T1, a wypływowe rozchodzą się na C2 oraz R3 podczas ładowania.
Następnie jest przerzut spowodowany rozładowaniem C1 do napięcia 0,6V co umożliwi otwarcie T2. Tutaj historia się powtarza.
Jeśli tranzystor typu NPN, czy PNP jest otwarty to jest brak (znikome) napięcia na złączu emiter-kolektor niezależnie od typu?
Czy mógłbym jeszcze cię prosić o opisanie właściwości poszczególnych stanów tranzystora (zatkanie, przewodzenie aktywne, nasycenie, przewodzenie inwersyjne). Co się wtedy dzieje z prądem i napięciem, które nóżki jakby "przewodzą".
Ten rozkład prądów mi się coś nie podoba :/. Odnośnie tranzystora PNP. Powszechnie wiadomo, że elektrony podążają od niższego do wyższego potencjału. Więc coś tu jest nie tak. Jeśli odnieść się jeszcze dodatkowo do wklejonego wyżej obrazka. Jak może prąd wypływać z bazy?
W sytuacji A i D przepala się dioda LED a w sytuacji B i C przepala się tranzystor ))
Tranzystor ani dioda (jakakolwiek) nie powinny być podłączane do zasilania bez żadnego rezystora ograniczającego ich prąd chyba, że chcemy wykonać na nich wyrok śmierci ).
Tranzystor ma cztery obszary pracy:
1. Odcięcia - prąd kolektora nie płynie
Ib=0, Ic=0, Uce=Ucc<Ucemax
Ube=0
Ib - prąd bazy
Ic - prąd kolektora
Ube - napięcie baza-emiter
Uce - napięcie kolektor-emiter
Ucemax - maksymalne napięcie Uce dopuszczone przez producenta tranzystora przy Ib=0
Napięcie Ube zależy od temperatury, dla przyrządów na bazie krzemu maleje ono ok. 2mV na każdy stopień przyrostu temperatury
2. Aktywny - prąd kolektora płynie i zależy od prądu bazy
Złącze BE - spolaryzowane w kierunku przewodzenia
Złącze BC - spolaryzowane zaporowo
(Układ wspólnego emitera)
Ube∞0.5-0.8V (zależnie od typu)
Uce=Ucc-Ic*Rc=Ucc-β*Ib*Rc > Ucesat
Ic=β*Ib
Ie=Ic+Ib=(β+1)*Ib=Ic*β/(β+1)
Ucesat - napięcie nasycenia przejścia kolektor-emiter (sat od saturation
nasycenie) , napięcie to zależy od prądu kolektora i wynosi od
0.04V do ponad 1V
β - wzmocnienie prądowe tranzystora oznaczene także h21E (E duże, w odróżnieniu od h21e w- wzmocnienia małosygnałowego dla sygnałów zmiennych)
Powyższe wzory są liniowym przybliżeniem nieliniowości w tranzystorze.
W rzeczywistości parametr β nie jest stały i zależy od punktu prac (Ic,Uce)
Przy obliczeniach na papierze, bierzemy go z wykresów lub tabel w karcie katalogowej danego typu tranzystora.
W rzeczywistości kształt charakterystyki Ic(ube) można przybliżyć wykresem funkcji e do x.
Tu modelem tranzystora jest w przybliżeniu:
- pomiędzy bazą i emiterem - źródło napięciowe o wartości Ube
- pomiędzy bazą a kolektorem - źródło prądowe o wydajności β*Ib
w tranzystorze NPN
- prąd źródła jest zastrzałkowany od kolektora do bazy
- napięcie Ube - strzałkowane od emitera do bazy
w tranzystorze PNP strzałkowanie jest odwrotne
We wzorach dokładniejszych prąd kolektora jest wykładniczą funkcją napięcia Ube.
Bardzo dokładne modele uwzględniają także
- zależność prądów od napięcia Uce
- rezystancje rozproszone kolektora, bazy i emitera, które grają rolę przy dużych prądach.
i inne.
3. Nasycenia - płyną prąd bazy i kolektora ale nie ma między nimi
zbytniej zależności - wartości ich zależą od napięć zasilania i
rezystancji w obwodzie.
Oba złącza tranzystora są spolaryzowane w kierunku przewodzenia.
Uce=Ucesat
Ic=(Ucc-Ucesat)/Rc
Ube jak w układzie aktywnym (zależy od prądu kolektora)
Ib=(Ubb-Ube)/Rb
Ucc - napięcie zasilania kolektora
Rc - rezystancja pomiędzy kolektorem a Ucc
Ubb - napięcie polaryzacji bazy
Rb - wypadkowa rezystancja polaryzująca bazę
4. aktywny inwersyjny:
Kolektor jest zamieniony miejscami z emiterem
Złącze BE jest spolaryzowane zaporowo
Złącze BC jest spolaryzowane w kierunku przewodzenia
Tranzystor ma mniejszą wartość wzmocnienia prądowego
Taki układ włączenia jest czasami stosowany w kluczach, gdzie
wymagany jest bardzo mały spadek na przewodzącym tranzystorze.
jest bardzo mały spadek napięcia
W przypadku stosowania tranzystorów należy pamiętać, by w żadnym stanie i punkcie pracy nie przekroczyć parametrów granicznych zalecanych przez producenta i wynikających ze sposobu chłodzenia elementu:
Ic<Icmax
Ib<Ibmax
Uce<Ucemax
P=Ib*Ube+Ic*Uce<Ptot - moc maksymalna jaką może rozproszyć element, bez przekroczenia temperatur bezpiecznych.
Powyższe zależności są ważne najczęściej przy wysokoprądowych zastosowaniach (końcówki mocy, sterowanie np. silnikami itp)
[quote="y0yster"]Ok. Wielkie dzięki. Widzę, że dobrze myślałem co do tych tranzystorów .
Tu jest identyczna sytuacja jak dla układu z tranzystorami NPN tylko jest odwrotna polaryzacja i układ jest narysowany do góry nogami.
Diody świecące są w środku, bo to dioda podwójna i tylko są tak narysowane.
Tranzystory przewodzą naprzemiennie. Przewodzenie T1 wymusza prąd płynący przez R3, a przewodzenie T2 prąd płynący przez R2.
Tyle, że jest tak, że jak np. T1 zaczyna przewodzić, to skok napięcie z jego kolektora przenosi się na bazę T2 przez naładowany kondensator (ze względu na jego naładowanie, napięcie na bazie jest przez pewien czas wyższe niż na emiterze (dla PNP) lub niższe niż na emiterze (dla NPN).
Na rysunku są przebiegi w przerzutniku na tranzystorach NPN. W PNP kształty są identyczne tylko biegunowość odwrotna.
(oczywiście dla równych stałych czasowych obie fazy pracy przerzutnika będa równe)
Z przebiegów widać jedną ważną rzecz:
Stałe czasowe rozładowania powinny być tak, 4.3 raza dłuższe niż stałe czasowe ładowania, by napięcie na kolektorze zdążyło osiagnąć napięcie Ucc-Uled-Ube (na rysunku Uled oznaczone jest Ud) z dokładnością tak 99% nim nastapi przerzut (wtedy czasy przełączania zależą tylko od R4C2 i R3C1.
napięcie na kolektorze tranzystora np. T1 na przednim zboczu zmienia się zgodnie z wzorem:
Uc1=Ube+(Ucc-Uled-Ube)*(1-exp(-t/(R1*C1))
Napięcie np na bazie zatkanego tranzystora zmienia się zgodnie z wzorem
(przy założeniu, że kondensator był dobrze naładowany)
Upom=Ucesat-Ucc+Ube+Uled <- zmienna pomocnicza. by nie komplikować wzoru
Ub2=Upom+(Ucc-Upom)*(1-exp(-t/(R3*C1))
(to jest opis ładowania C1 przez R3 od napięcie Upom do Ube różnicą napięć Ucc i Upom)
Jak przyrównasz powyższe Ub2 do Ube i wyznaczysz t to otrzymasz wzór opisujący czas jednej fazy przerzutnika
exp - oznacza funkcję e do x.
Dioda LED świeci gdy dany tanzystor jest nasycony.
Jest też jeden ważny problem !!!!
Tranzystory mają niskie dopuszczalne napięcie wsteczne BE rzędu 5-6V
a przy odpowiedno wysokim napięciu zasilania przerzutnika impuls ujemny na bazie przekracza to napięcie. Przy dużych pojemnościach kondensatorów może nastapić przebicie złącza BE tym impulsem.
By temy zapobiedz, stosuje się diody włączone szeregowo z bazą tranzystora
- pomiędzy punktem łączenia R3 i C1 oraz bazą T2, katodą do bazy.
- pomiędzy punktem łączenia R4 i C2 oraz bazą T1, katodą do bazy.
Wszystko fajnie, tylko przebiegi będą trochę inne przy większych napięciach zasilania (nie dla 6V). Napięcie przebicia dla złącza baza-emiter dla typowych tranzystorów to około 6,2V. Dlatego potencjał na bazie nie może być niższy niż -6,2V, a to trochę zmieni przebiegi.
Jesli chodzi o napięcie przebicia złącza emiter-baza i emiter-kolektor to ja zmierzyłem takie:
BC556 Ube=10V a Uce=10.65V przy prądzie równym ok. 5.5mA
Podobnie dla BD140 Ube=12.55V a Uce=13.02V I=5.5mA
A dla tranzystorów NPN
Napięcie przebicia Uec jest niższe od Ueb o około 1.5V
I tak:
BC337-40 Ueb=8.2V; Uec=6.7V; I=5.5mA
BC549B Ueb=8.3V; Uec=7.2V; I=5.5mA
BD139-16 Ueb=8.5V; Uec=6.7V; I=5.5mA
------------------------------------------------------------------------------------------------
y0yster wrote:
Ten rozkład prądów mi się coś nie podoba :/. Odnośnie tranzystora PNP. Powszechnie wiadomo, że elektrony podążają od niższego do wyższego potencjału. Więc coś tu jest nie tak. Jeśli odnieść się jeszcze dodatkowo do wklejonego wyżej obrazka. Jak może prąd wypływać z bazy?
A jednak rysunek ten jest poprawny.
A to dlatego że ze względów historycznych przyjmuje sie ze prąd płynie od plusa do minusa. Czyli nośnikami prądu są ładunki dodatnie.
W praktyce to nie ma znaczenia w która stronę płynie prąd.
Ale my przyjmujemy ze płynie od plusa do minusa.
I dlatego w tranzystorze PNP prąd bazy wypływa z tranzystora. Bo emiter ma wyższy potencjał od bazy.
y0yster wrote:
Zakładając, że tranzystor T1 jest otwarty, a C1 jest naładowany i przebiega proces rozładowywania.
[i]( „ Na kolektorze T1 jest występuje 0V? Inaczej... C1 jest zwarty do masy przez R1 oraz diodę czerwoną, która teraz świec”)
Skoro na kolektorze jest 0V to jak dioda LED może świecić.
i.
C1 rozładowywuje się poprzez T2 podając mu napięcie bliskie napięciu zasilania, do którego zdążył się naładować. Przezwycięża on jak gdyby zwarcie '+' C1 do masy i jest tutaj źródłem napięci
Kompletnie nie tak
Ale od początku.
Prąd płynie od plusa do minusa. Lub od wyższego potencjału do niższego./ co na jedno wychodzi.
Na początek coś łatwego.
Prawo Ohma.
I=U/R i U=I*R
https://www.elektroda.pl/rtvforum/files-rtvforum/ohm0.1_688.jpg ( to już zapewne znasz)
Teraz zobacz na ten schemat
https://www.elektroda.pl/rtvforum/files-rtvforum/zad_2852.jpg Czy punkt B jest w tym układzie zwierany do masy przez rezystor R2.
Oczywiście że nie. Zgodnie z prawem Ohma płynie prąd od plusa baterii przez R1 i R2 do masy (w tym wypadku masa to ujemny biegun baterii ).
Prąd ten jest równy I=U/R=9V/(R1+R2)=0.03A=30mA
I napięcie w punkcje B wynosi zgodnie z prawem Ohma Ub=I*R2=30mA*200=6V.
I nie ma tam jak widzisz żadnego zwarcia.
( „ Na kolektorze T1 jest występuje 0V? Inaczej... C1 jest zwarty do masy przez R1 oraz diodę czerwoną, która teraz świec”)
Skoro na kolektorze jest 0V to jak dioda LED może świecić.
Mam nadzieje ze ten przykład z dwoma rezystorami uzmysłowił tobie ze napięcie na kolektorze nie morze być równe 0V.
I teraz zajmiemy się tym co się dzieje z tym tranzystorem PNP i jego napięciami.
Na początek weźmiemy obwód wyjściowy tranzystora czyli kolektor-emiter i jego napięcia.
Zgodnie z drugim prawem kirchhoffa dla obwodu wyjściowego możemy napisać takie oto równanie
Uzas=Uec+Urc.
Załóżmy ze tranzystor jest zatkany (odcięty) co oznaczę że prąd bazy jest równy 0A (Rb=∞)
Skoro nie płynie prąd bazy to i nie płynie prąd kolektora
A co z napięciami Ano sprawa jest prosta.
Skoro prąd kolektora równa się 0A to „wywoła” on zerowy spadek napięcia na rezystorze Rc.
A z prawa Ohma wynika ze Urc=Ic*Rc=0A*1K=0V A napięcie na tranzystorze wynosi wtedy zgodnie z II prawem Kirchhoffa 9V Uec=Uzas-Urc=9V-0V=9V Powtórzmy raz jeszcze.
Tranzystor zatkany nie płynie prąd bazy ani kolektora. Skoro nie płynie prąd kolektora nie ma spadku napięcia na rezystorze kolektorowym Rc. A z tego wynika ze całe napięcie zasilania „odkłada” się na tranzystorze a konkretnie na jago złączu emiter- kolektor.
Teraz niech prąd bazy wynosi Ib=20uA (Rb≈420K) a wzmocnienie prądowe tranzystora niech wynosi β=100.
Skoro płynie prąd bazy to musi też płynąc prąd kolektora który jest beta razy większy od prądu bazy. Ic=β*Ib, stan ten nazywamy aktywnym. Ic=100*20uA=2mA Skoro płynie prąd bazy to musi też płynąc prąd kolektora który jest beta razy większy od prądu bazy. Ic=β*Ib
Ic=100*20uA=2mA
Płynący prąd kolektora wywołuje spadek napięcia na rezystorze kolektorowym.
Napięcie to wynosi Urc=Ic*Rc=2mA*1K=2V Napięcie na tranzystorze wynosi teraz
[b]Uec=Uzas-Urc=Uzas-Ic*Rc=9V-2V=7V
Zwiększmy teraz prąd bazy do Ib=45uA (Rb≈187K) Teraz mamy:
Ic=100*45uA=4.5mA
Urc=Ic*Rc=4.5mA*1K=4.5V
Uec=9V-4.5V=4.5V
Tranzystor nadal pracuje w stanie aktywnym
Zwiększmy prąd bazy jeszcze bardziej do Ib=80uA (Rb≈105K) Co do Ic=8mA Urc=8V i Uce=1V Tranzystor dalej pracuje w stanie aktywnym.
Już teraz możemy zauważyć ze w miarę zwiększania prądu bazy i tym samym prądu kolektora. Napięcie na tranzystorze malej a rośnie na obciążeniu.
Lub inaczej czym bardziej otwiera sie tranzystor, tym mniejsze napięcie Uec a większe Urc.
No to zwiększmy jeszcze bardziej Ib do Ib=90uA (Rb=94K) Ic=9mA
Urc=Ic*Rc=9mA*1K=9V
Uec=Uzas-Urc=9V-9V=0V I to właśnie nazywamy stanem nasycenia.
W praktyce napięcie kolektora emiter nie może być równe 0V
Tylko będzie wynosić Ucesat (do odczytania w katalogu )
A z tego wynika że
Icmax=(Uzas-Ucesat)/Rc=(9V-0.2V)/1K=8.8mA I tyle będzie wynosił prąd kolektora.
Zwiększmy jeszcze bardziej Ib wstawiając rezystor Rb= 10K co do Ib=830uA A ile teraz będzie wynosił prąd kolektora ??
Ze wzoru na Ic wynika ze powinien wynosi Ic=100*830uA=83mA
Co dało by spadek napięcia na Rc równy Urc=83mA*1K=83V na co oczywiście nie pozwala II prawo Kirchhoffa.
I tu mamy czysty przypadek pracy tranzystora w stanie nasycenia.
Spójrz na to z drugiej strony prąd bazy wynosi Ib=830u. A jeśli tranzystor ma bete=100 to znaczy że prąd kolektora musiał by wynosić Ic=beta*Ib = 100*830uA=83mA
Ale przecież rezystor w obwodzie kolektora ma wartość równą Rc=1K, a wiec maksymalny prąd kolektora jaki może popłynąć wynosi Uzas/Rc=9V/1K=9mA
Wiec mamy sytuacje że „wpuszczasz” do bazy 830uA i tranzystor robi wszystko co może żeby popłyną prąd kolektora równy 83mA (napięcie miedzy emiterem a kolektorem maleje do bardzo małej wartości Ucesat) ale że Rc=1K to maksymalny prąd jaki może popłynąć wynosi Uzas/Rc=9V/1k=9mA i ten stan nazywamy stanem nasycenia.
Podsumujmy
Zależność Ic=beta*Ib obowiązuje dopóki tranzystor nie jest nasycony (czyli pracuje aktywnie) tj. napięcie Uce =Uce(sat) = 0.2V dla tranzystora małej mocy dla Ic=10mA
Dalsze zwiększanie Ib nie powoduje już odpowiedniego (beta krotnego) zwiększenia prądu Ic.
W kolektorze będzie płyną stały prąd o wartości Ic=Uzas-Uce(sat)/Rc
I właśnie dlatego mówimy ze otwarcie tranzystora powoduje zwarcie (mowa oczywiście o pracy tylko w nasyceniu). Bo wtedy napięcie Uce jest bardzo małe i praktycznie całe napięcie zasilania odkłada się na obciążeniu.
I możemy też w uproszczeniu powiedzieć ze nasycony tranzystor PNP zwiera do plusa zasilania górną końcówkę rezystora Rc.
I to jest główna różnica miedzy tranzystorami PNP i NPN (oprócz kierunku prądów).
PNP steruje obciążeniem od strony plusa.
NPN steruje od strony masy (minusa)
PS. Napicie Uce dla tranzystora PNP jest ujemne.
A to dlatego ze emiter ma wyższy potencjał.
Dlatego dla oznaczeń jak na rysunku. Napięcie Uce powinno nazywać się Uec (sorry za błąd) gdzie pierwsza litera wskazuje elektrodę o wyższym potencjale.
I wtedy napięcie Uec jest dodatnie.
Bo tak to mamy
Uzas=Urc-Uce=2V-(-7V)=9V
Itp.
Dlatego żeby nie mieszać mamy Uec czyli napięcie miedzy emiterem a kolektorem.
Wszystko fajnie, tylko przebiegi będą trochę inne przy większych napięciach zasilania (nie dla 6V). Napięcie przebicia dla złącza baza-emiter dla typowych tranzystorów to około 6,2V. Dlatego potencjał na bazie nie może być niższy niż -6,2V, a to trochę zmieni przebiegi.
Oczywiście, a dla większych napięć można dać diody (np. 1N4148 )szeregowo z bazami tranzystorów i problem przebicia znika )
A znalazłem gdzieś taką zależność na dobieranie wartości rezystorów Rc i Rb
Rc << Rb < βRc
Rc - rezystor w kolektorze tranzystora (na schemacie R1 i R2)
Rb - rezystor w bazie (na schemacie R3 i R4)
Rc<<Rb - wymagane jest by kondensator naładował się do pełnego
napięcia (gdy dany tranzystor jest zatkany)
Stała czasowa Rb*C>4*Rc*C w danej gałęzi
Rb <β*Rc - wynika z zapewnienia warunku nasycenia tranzystora
(przy projektowaniu należy uwzględnić, że przy wymianie
elementu przy naprawie może zostać przypadkiem
włożony tranzystor (czyli prąd bazy powinien być co najmniej
2-5 razy większy niż ten wymagany do nasycenia tranzystora
o większym wzmocnieniu.)
.
.
))
