2016.10.28 Transistor 2 - engelsk tekst - sven age eriksen v.05 - Sven Åge Eriksen -...

Click here to load reader

download 2016.10.28   Transistor 2 - engelsk tekst - sven age eriksen v.05 - Sven Åge Eriksen - Fagskolen Telemark - TRANSISTOR

of 208

  • date post

    14-Apr-2017
  • Category

    Education

  • view

    83
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of 2016.10.28 Transistor 2 - engelsk tekst - sven age eriksen v.05 - Sven Åge Eriksen -...

PowerPoint-presentasjon

TRANSISTOR2

28.10.2016

ENGELSK TEKST

Studieveiledning for WEB-undervisning fredag 28/10-16.BYAU 2015-2018, kl.16:00-19:45 p klasserom Gyda

Emne 06: Elektroniske systemerTema: TRANSISTOR

Sven ge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark

TRANISTOR ! BJT

Ml med dagens undervisning om transistorer:

Lre hva en transistor er og kan brukes til

Vite hvor finnes det transistorer

Vite litt om transistorens historie og utvikling , ref Moores lov

Forst hvordan transistorer virker som bryter / forsterker i enkle kretser

Gjre enkle beregninger p enkle kretser med transistorer mht strm, spenning, resistanser og forsterkning

Det finnes mange typer transistorer og jeg rekker bare og g igjennom Bipolar Junction Transistor, med hovedvekt p NPN type.

Skriv navnet ditt bde i filnavnet og p selve innleveringenSkriv 2 streker under svaretHusk enhet i svaretVise metode for utregningVr nye med enheter, mener du k s skriver du k (Ikke K) Viktig ved innleveringer:

Hvordan er strmmene inne en transistor i forhold til hverandre ?

Emitterstrmmen er lik kollektorstrmmen + basestrmmenEn BJT er en strmstyrt strmkilde ! (Beta) = Ic / Ib (Alpha) = Ic / IeIe = ( + 1) * IbIe = Ic + IbIe = Ib + IcIe = emiter currentIb = base currentIc = collector current

https://www.youtube.com/watch?v=7ukDKVHnac4Hvordan virker en transistor ?

Animasjon nr 1:Animasjon nr 1:http://www.viten.no/vitenprogram/vis.html?prgid=uuid:503EE615-769C-7189-33A4-000076D6E3B1&tid=1653866&grp=

Datablad for transistor: BC546B, BC547A, B, C, BC548B, C Amplifier Transistors NPN Silicon

Datablad for transistor: BC546B, BC547A, B, C, BC548B, C Amplifier Transistors NPN Silicon

Datablad for transistor: BC546B, BC547A, B, C, BC548B, C Amplifier Transistors NPN Silicon

Oppgave: Vil lyspre i denne kretsen lyse ?

Oppgave: Vil lyspre i denne kretsen lyse ?

Slik virker strmforsterkeren:

Mlsettingen her er g forstelse av hvordan strmforsterkeren virker. Vi begynner da med det kjente, og starter med en enkel sluttet krets med en lyspre, en bryter og et batteri. Lyspren kan godt byttes ut med en sirene eller lydgiver om vi nsker det.

Figur 40 A) viser en enkel krets med bryter for sl p lyset i ei lyspre. Nr vi presser inn bryteren sluttes kretsen og det begynner g strm fra batteriets positive pol gjennom pra og bryteren, og tilbake til batteriets negative pol.

I stedet for trykke p en bryter, nsker vi sl lyset av og p ved hjelp av en liten strm. Vi bytter derfor ut bryteren med en transistor. Dersom vi sender en liten elektrisk strm inn i basen p transistoren, pner transistoren slik at det kan g en stor strm gjennom transistoren fra collektor til emitter. Strmmen i basen skaper vi ved legge en resistans mellom plusspolen p batteriet og basen p transistoren. Resistansen kan ogs vre kroppen vr. Den lille strmmen inn i basen medfrer dermed at det kan g en stor strm gjennom lyspra, som begynner lyse.

For at vi skal kunne styre transistorbryteren med en enda mindre strm, henger vi p en transistor til, denne koblingen kalles Darlington-kobling:

Figur 41 viser hvordan dette kan gjres ved at vi kobler til enda en transistor. En svrt liten strm i basen p T1, vil pne transistoren T1 som vil lede en liten strm inn i basen til den andre transistoren,T2, som i sin tur pner for at en stor gjennom lyspra. Koblingen slik den er vist i figur 41 blir brukt for ke strmforsterkningen i en transistor og gr under navnet Darlingtonkobling, oppkalt etter den som frst brukte denne koblinga.

Nr spenningen mellom basen og emitteren, UBE, hos en transistor passerer ca. 0.6V, begynner det g en liten strm inn i basen p transistoren. Nr det skjer, begynner transistoren lede, dvs. det gr en stor strm gjennom transistoren, fra collector til emitter og tilbake til batteriet.

2) Nr det gr en strm gjennom en resistans kan vi mle en spenning over den. Spenningen bestemmes av Ohms lov som sier: Spenningsverdien = Resistansen * Strmverdien U = R I

Dersom strmmen gjennom resistansen er null, vil det heller ikke bli noe spenningsfall over den. Eller sagt p en annen mte, dersom spenningen over resistansen er null vil det heller ikke g noen strm i den.

Se p skjemaet p figur 44 mens vi forklarer kretsens virkemte. Nr vi snakker om spenningen i et punkt, mener vi alltid spenningsforskjellen mellom dette punktet og jord, som ofte er minuspolen p batteriet.

1. Tenk deg at du holder en finger p hver av de tomleprobene. Siden huden vr gjerne er litt fuktig, vil det g en liten strm fra plusspolen p batteriet (den verste plata), gjennom kroppen vr og inn i basen (b) p transistor T1.

2. Nr det gr en liten strm inn i basen p transistoren T1, begynner det g en stor strm fra collectoren (c), gjennom transistoren og ut gjennom emitteren. Dvs. at det ogs gr en stor strm gjennom motstanden R1.

3. Nr det gr en stor strm gjennom motstanden R1, vil det i flge Ohms lov, oppst en spenning over denne motstanden, og spenningen i punktet 3 ker.

4. Nr spenningen mellom punktet 3 og jord ker, vil ogs spenningen i punktet 4 ke omtrent like mye. Dette skyldes at strmmen gjennom motstanden R2 er relativt liten, og dermed, i flge Ohms lov, ogs spenningen over motstanden. Motstanden R2 skal hindre at det gr for stor strm inn i basen p transistor T2.

5. Nr spenningen i punkt 4 ker, vil spenningen, UBE, mellom basen og emitteren p transistor T2 ke ut over 0.6V og det begynner g strm gjennom transistoren. Denne strmmen er vesentlig strre enn strmmen gjennom transistoren T1. Kretsen har med andre ord en betydelig strmforsterkning.

6. Siden strmmen som gr gjennom transistoren fra collectoren (c) og emitter (e) ogs m g gjennom lydgiveren og/eller lysdioden vil vi f lys og/eller lyd.

7. Batteriet srger for at det str spenning over kretsen og fr det til g strmmer gjennom transistorene.

Nr vi n skjnner hvordan kretsen virker, skal vi se hvordan vi kan anvende den p forskjellige mter.

Oppgave: Hva slags transistorkobling er dette ?

Tips: To transistorer som dobler strmforsterkningen . kalles ?

Oppgave: Nr gir denne kretsen nr 1 alarm ?

Tips: Gr alarmen nr det er trt eller vtt ?

Oppgave: Nr gir denne kretsen nr 2 alarm ?

Tips: Gr alarmen nr det er trt eller vtt ?

N kan du lage en slik krets som passer p blomstene dine og sier ifra nr de trenger vann !

TrkealarmEn trkealarm er en praktisk innretning som f.eks. kan brukes til "holde ye med" potteplantene. Nr plantene begynner lengte etter vann, vil en slik alarm si fra og hindre at plantene trker ut og dr.

Med en svrt enkel modifikasjon kan alts vr fuktighetsalarm gjres om til en trkealarm. Vi nsker ingen alarm s lenge det er vtt, men s snart planten begynner bli trr skal alarmen g.

Figuren under viser hvordan dette kan gjres. En motstand (R4) med svrt hy resistans, kobles fra basen p transistor T1 og opp til den positive polen p batteriet. I tillegg kobler vi en ledning fra den samme basen og stikker den ned i jorda p potteplanten. Vi tar s en annen ledning fra den negative polen p batteriet og stikker ned et annet sted i jorda.

Hvordan virker s denne kretsen?

S lenge jorda er fuktig vil basen p transistor T1 ligge til jord (bokstavelig talt). Dvs. siden jorda i planten er vt leder den strm ganske godt (lav resistans), og spenningspotensialet p basen er nesten null. Det gr dermed ingen strm inn i basen p transistor T1. Det betyr at det heller ikke gr noen strm i T2 og lydgiveren er "dd".

Nr s jorda begynner bli trr, vil resistansen i jorda bli langt hyere, og motstanden R4 drar spenningspotensialet p basen til T1 opp mot plusspolen p batteriet, og transistor T1 begynner lede strm. Strmforsterkeren forsterker opp denne strmmen og lydgiveren avgir lyd.

Vi har ftt en trkealarm. Dersom lydgiveren gir alarm for sent reduseres verdien p R4.

Oppgave: Hva kan denne kretsen brukes til ? LDR = Lysflsom resistans

LysalarmDenne kretsen bruker en lysflsom resistans (LDR) mellom basen p transistoren T1 og den positive polen p batteriet. Nr det er lyst blir resistansen i den lysflsomme motstanden lav og basen p T1 "lftes" opp til den positive spenningen, og det begynner g en liten strm inn i basen p T1. Dermed gr alarmen. Nr det er mrkt vil resistansen i den lysflsomme motstanden vre hy og basen blir dradd ned til den negative spenningen av motstanden R4, og T1 leder ikke strm.

Oppgave: Hva kan denne kretsen brukes til ? LDR = Lysflsom resistans

Mrkealarm

Tilsvarende kan vi gjre om kretsen til en mrkealarm ved at den lysflsomme motstanden kobles mellom basen og minus-polen. I dette tilfellet m vi koble basen til den positive polen gjennom en ganske stor resistans som vist p kretsskjemaet under.

Figur 49 Koblingsskjema for en mrkealarm.

Oppgave: Hvordan vil du endre kretsen til kunne sl en lyskilde av eller p hvis det er lyst eller mrkt ?

Figur 49 Koblingsskjema for en mrkealarm.

Halvledermaterialer og doping.

I 1948 laget tre forskere - William Shockley (1910 - 89), Walter Brattain (1902 - 87) og John Bardeen (1908 - 91) den frste transistorlignende komponenten. De var da ansatt ved Bell-laboratoriene i USA. Transistoren besto av halvledende materialer.

Fr vi studerer virkemten til transistoren, la oss se p det som kalles en PN-overgang7. Som vi skal se virker PN-overgangen som en diode. Siden denne dioden er laget av halvledermateriale kalles den ogs ofte for en halvlederdiode.

Figur A.3 PN-over