Transistörü anahtar olarak kullanarak, neden daima kolektörde yük var?

Referans devrelerde, doygunluk modunda kullanıldığında BJT anahtar olarak kullanıldığında yükün her zaman toplayıcıda olduğunu görüyorum. NPN için verici toprağa bağlanır, PNP için verici şu şekilde güç kaynağına bağlanır:

1. Yük neden her zaman toplayıcıdadır, tersi değil?
2. Transistör sadece anahtar görevi gördüğünden BJT yerine FET kullanılabilir mi?
3. 7 segmentli ekranların çoğullaması için BJT kullanılıyorsa, 7 segmentin tümünün akımı bir transistörden geçecektir. Peki, doygunluk modunda 7 segmentli birim başına ayrı transistör kullanıldığında, farklı transistörlerin farklı akım kazanım değerleri 7 segmentli ekranların parlaklığında farklılığa neden olur mu?

Topraklanmış bir yayıcı kullanmak gerekli değildir, ancak alternatifi düşünün

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Bir anahtar olarak (doygunlukta) kullanılan bir transistörün tipik olarak yaklaşık 0.2 voltluk bir toplayıcı yayıcı voltajı olacaktır. Baz verici voltajı yaklaşık 0,7 volt olacağından, Vs, Vcc'nin en az 0,5 volt üzerinde olmalıdır, ayrıca baz akımı gerekli seviyeye çıkarmak için R2 boyunca gereken voltaj. Ve bu temel akım önemli olacaktır. "Sıradan" kazanımdan bağımsız olarak, doygunluktaki bir NPN transistörü çok daha düşük bir kazanım sergileyecektir, tipik başparmak kuralı düşük Vce sağlamak için 10 kazancıdır. Dolayısıyla, gösterilen devre ikinci, daha yüksek bir güç kaynağı olmadan kullanılamaz, bu sizin uygun dediğin şey değildir.

Bu da üçüncü sorunuza cevap verir. Transistör (normal, lineer standartlara göre) büyük ölçüde aşırı hızda olacağından, transistörler arasındaki kazanç varyasyonlarının tipik olarak belirgin bir etkisi olmayacaktır. Gösterilen devrede% 50 voltaj artışı, transistör voltajının 0,2 volttan 0,3 volta yükselmesine neden olur, bu da yük voltajını 4,8'den 4,7 volt'a düşürür ve ekranlar ve LED'ler için ve bu fark edilmeyecektir.

2. soruya gelince, cevap kesinlikle evet. Birçok açıdan FET'lerin ve MOSFET'lerin sürülmesi daha kolaydır, çünkü çok az geçit akımı gerektirirler (geçişler hariç). Ve aslında, CMOS mikroişlemciler ve grafik yongaları için, yonga başına potansiyel olarak milyonlarca transistör ile baskın bir teknolojidir. Aslında, üst düzey CPU'lar ve grafik IC'leri günümüzde 1 ila 2 milyar transistör çalıştırıyor. Mevcut gereksinimler nedeniyle bunu BJT'lerle yapmaya çalışmak imkansız olacaktır.

Kollektör üzerindeki yükün basit bir nedeni, taban akımını yükten bağımsız tutmasıdır. Bu, transistörün güvenilir bir şekilde doygun tutulmasını kolaylaştırır.

Eğer yük yayıcıdaysa, temel akım yüke bağlıdır. Yük bir LED ise, gerekli akıma ulaşmak için transistör tabanına uygulamanız gereken voltaj, LED'in ileri voltajı tarafından artar.

Yük bir motorsa ve vericiye bağlıysa, taban akımı motora bağlıdır ve motor döndükçe her yerde değişecektir.

1. Her zaman değil. "Yayıcı takipçisi" adı verilen devreler vardır. Gerilimi yükseltmezler, ancak giriş akımını yükseltirler.

2. Evet, anahtarlama amaçları için FET'ler de, düşük taraf anahtarı için n-kanalı ve yüksek taraf anahtarı için p kanalı kullanılır.

3. Doygunluk moduna bir BJT yaparsanız, transistörü en düşük üreticinin belirtilen kazancı için doygunlukta tutmak için yeterli taban akımı sağladığınız sürece farklı akım kazançları önemli değildir.

7 segmentli bir LED ekran kullanıyorsanız, transistörü kontrol ederek akımı kontrol etmezsiniz. Akımı / parlaklığı, hesaplanan bir akım sınırlama direnci ve doymuş anahtarların darbe genişliği modülasyonunu kullanarak kontrol edersiniz. Bu yaklaşım transistörün değişkenliğini ortadan kaldırır.

Yükün yayıcıya daha iyi yerleştirildiği birçok durum vardır. Örneğin:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Burada, çok taraflı bir LED seti, yüksek taraf sürücüleri için yayıcı takipçileri tarafından yönlendirilir. (8 basamaklı 7 segmentli + DP ekran ile 8 yüksek taraf, 8 alt taraf ve 8 direnç, ikincisiyle seri olarak bulunur) Yerden ve parçalardan tasarruf etmek için temel direnç gerekmez.

Veya burada:

^{bu devreyi simüle et}

Burada bir mantık geçidi, 4.5VDC röle bobinini doğrudan ek bileşen gerektirmeden çalıştırır.

Verici takipçisi ile voltaj kazanımı elde edemezsiniz, ancak tersine çevirmeden akım kazancı elde edersiniz ve bazen tam da bu gereklidir.

Verici takipçileri genellikle transistörün doymasına izin vermez (tabanı toplayıcıdan daha yüksek bir voltajla sürerek ve bir taban direnci ekleyerek mümkündür, ancak baz aynı voltajdan veya daha düşük bir voltajdan sürüldüğünde gerçekleşemez. kolektör.

Bu, transistör boyunca her zaman o kadar da kötü olmayan en az 0.6V düşüş anlamına gelir ve transistör doygun olmadığı için daha hızlı geçiş yapar. Yaygın yayıcı anahtar devreleri, transistörü doygunluğun derinliklerine itebilir, belki Vce'nin 1 / 10'u ile ısınmayı en aza indirir.