Basisprincipes van transistors - BD139 & BD140 Power Transistor Tutorial - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Hé, wat is er, jongens! Akarsh hier van CETech.

Vandaag gaan we wat kennis opdoen over de krachtpatser van de kleine maar veel grotere in werktransistorcircuits.

Kortom, we gaan enkele basisprincipes met betrekking tot de transistors bespreken en daarna zullen we wat nuttige kennis bekijken over een specifiek type transistorreeks die bekend staat als de BD139- en BD140-vermogenstransistoren.

En tegen het einde zullen we ook enkele technische specificaties bespreken. Ik hoop dat je enthousiast bent. Dus laten we beginnen.

Stap 1: laat PCB's voor uw projecten vervaardigen

U moet PCBWAY bekijken om goedkoop online PCB's te bestellen!

U krijgt 10 goedkope PCB's van goede kwaliteit die worden vervaardigd en naar uw voordeur worden verzonden. Ook krijg je korting op de verzendkosten op je eerste bestelling. Upload uw Gerber-bestanden naar PCBWAY om ze met een goede kwaliteit en een snelle doorlooptijd te laten vervaardigen. Bekijk hun online Gerber-viewerfunctie. Met beloningspunten kun je gratis spullen uit hun cadeauwinkel halen.

Stap 2: Wat is een transistor?

Een transistor is de basisbouwsteen van alle elektronische schakelingen die tegenwoordig worden gebruikt. Elk apparaat dat om ons heen aanwezig is, bevat transistors. We kunnen zeggen dat analoge elektronica niet compleet is zonder een transistor.

Het is een halfgeleiderapparaat met drie aansluitingen dat wordt gebruikt om elektronische signalen en elektrische stroom te versterken of te schakelen. Het is samengesteld uit halfgeleidermateriaal, meestal met ten minste drie aansluitingen voor aansluiting op een extern circuit. Een spanning of stroom die op een paar klemmen van de transistor wordt toegepast, regelt de stroom via een ander paar klemmen. Omdat het gestuurde (uitgangs)vermogen hoger kan zijn dan het sturende (ingangs)vermogen, kan een transistor een signaal versterken. Tegenwoordig zijn sommige transistors afzonderlijk verpakt, maar veel meer zijn ingebed in geïntegreerde schakelingen.

De meeste transistors zijn gemaakt van zeer zuiver silicium en sommige van germanium, maar soms worden ook bepaalde andere halfgeleidermaterialen gebruikt. Een transistor kan slechts één soort ladingsdrager hebben, in een veldeffecttransistor, of kan twee soorten ladingsdragers hebben in bipolaire junctietransistorinrichtingen.

Transistors zijn samengesteld uit drie delen: een basis, een collector en een emitter. De basis is het poortbesturingsapparaat voor de grotere elektrische voeding. De collector verzamelt de ladingsdragers en de emitter is de uitlaat voor die dragers.

Stap 3: Classificatie van transistoren

Er zijn twee soorten transistors: -

1) Bipolaire junctietransistors: Een bipolaire junctietransistor (BJT) is een type transistor dat zowel elektronen als gaten als ladingsdragers gebruikt. Een bipolaire transistor maakt het mogelijk dat een kleine stroom die bij een van de aansluitingen wordt geïnjecteerd, een veel grotere stroom tussen twee andere aansluitingen regelt, waardoor het apparaat kan worden versterkt of geschakeld. BJT's zijn van twee typen bekend als NPN- en PNP-transistors. In NPN-transistoren zijn elektronen de meeste ladingsdragers. Het bestaat uit twee n-type lagen gescheiden door een p-type laag. Aan de andere kant gebruiken PNP-transistoren gaten als hun meerderheidsladingsdragers en bestaat het uit twee p-type lagen gescheiden door een n-type laag.

2) Veldeffecttransistoren: veldeffecttransistoren zijn unipolaire transistors en gebruiken slechts één soort ladingsdrager. De FET-transistors hebben drie aansluitingen, namelijk gate (G), Drain (D) en Source (S). FET-transistoren worden geclassificeerd in Junction Field Effect-transistoren (JFET) en Insulated Gate FET (IG-FET) of MOSFET-transistoren. Voor de verbindingen in het circuit beschouwen we ook de vierde terminal genaamd basis of substraat. De FET-transistoren hebben controle over de grootte en vorm van een kanaal tussen source en drain dat wordt gecreëerd door een aangelegde spanning. De FET-transistoren hebben een hoge stroomversterking dan BJT-transistoren.

Stap 4: BD139/140 vermogenstransistorpaar

Transistors zijn verkrijgbaar in verschillende soorten pakketten, zoals de 2N-serie of de MMBT-serie voor opbouwmontage, ze hebben allemaal hun specifieke voordelen en toepassingen. Hiervan is er een ander soort transistorserie, de BD-serie, een vermogenstransistorserie. De transistors van deze serie zijn over het algemeen ontworpen om extra vermogen te genereren en zijn daarom iets groter dan andere transistors.

BD 139-transistoren zijn NPN-transistoren en BD140-transistoren zijn PNP-transistoren. Net als andere transistors hebben ze ook 3 pinnen en hun pinconfiguratie wordt getoond in de afbeelding hierboven.

Voordelen van vermogenstransistoren: -

1) Het is heel eenvoudig om de vermogenstransistor AAN en UIT te zetten.

2) De vermogenstransistor kan grote stromen voeren in de AAN-stand en zeer hoge spanningen blokkeren in de UIT-stand.

3)De vermogenstransistor kan worden gebruikt bij schakelfrequenties in het bereik van 10 tot 15 kHz.

4) AAN-toestand spanningsdalingen over de vermogenstransistor zijn laag. Het kan worden gebruikt om het aan de belasting geleverde vermogen te regelen, in omvormers en choppers.

Nadelen van vermogenstransistoren: -

1) Boven de schakelfrequentie van 15 kHz kan de vermogenstransistor niet naar behoren werken.

2) Het kan worden beschadigd als gevolg van thermische op hol geslagen of tweede storing.

3) Het heeft een omgekeerde blokkeercapaciteit die erg laag is.

Stap 5: Technische specificaties van BD139/140

Technische specificaties van BD139-transistoren zijn:

1) Transistortype: NPN

2) Max. Collectorstroom (IC): 1.5A

3) Max. collector-emitterspanning (VCE): 80V

4) Max collector-basisspanning (VCB): 80V

5) Max. emitter-basisspanning (VEBO): 5V

6) Max Collector Dissipatie (Pc): 12,5 Watt

7) Max. overgangsfrequentie (ft): 190 MHz

8) Minimale en maximale DC-stroomversterking (hFE): 25 – 250

9) Max. opslag- en bedrijfstemperatuur zou moeten zijn: -55 tot +150 Celsius

Technische specificaties van BD140 Transistor zijn:

1) Transistortype: PNP

2) Max. Collectorstroom (IC): -1.5A

3) Max. collector-emitterspanning (VCE): -80V

4) Max collector-basisspanning (VCB): –80V

5) Max. emitter-basisspanning (VEBO): –5V

6) Max Collector Dissipatie (Pc): 12,5 Watt

7) Max. overgangsfrequentie (ft): 190 MHz

8) Minimale en maximale DC-stroomversterking (hFE): 25 – 250

9) Max. opslag- en bedrijfstemperatuur zou moeten zijn: -55 tot +150 Celsius

Als je wat extra kennis wilt opdoen over de BD139/140-transistors, kun je hun datasheet hier raadplegen.

Stap 6: Toepassingen van transistoren

Transistors worden voor veel bewerkingen gebruikt, maar de twee bewerkingen waarvoor transistors het meest worden gebruikt, zijn schakelen en versterken:

1) Transistor als versterker:

Een transistor werkt als een versterker door de sterkte van een zwak signaal te verhogen. De DC-voorspanning die op de emitter-basisovergang wordt toegepast, zorgt ervoor dat deze in voorwaartse voorgespannen toestand blijft. Deze voorwaartse voorspanning wordt gehandhaafd ongeacht de polariteit van het signaal. Door de lage weerstand in het ingangscircuit kan elke kleine verandering in het ingangssignaal resulteren in een merkbare verandering in de uitgang. De emitterstroom veroorzaakt door het ingangssignaal draagt bij aan de collectorstroom, die vervolgens door de belastingsweerstand RL vloeit, wat resulteert in een grote spanningsval erover. Zo resulteert een kleine ingangsspanning in een grote uitgangsspanning, wat aangeeft dat de transistor als versterker werkt.

2) Transistor als schakelaar:

Transistorschakelaars kunnen worden gebruikt om lampen, relais of zelfs motoren te schakelen en aan te sturen. Wanneer de bipolaire transistor als schakelaar wordt gebruikt, moeten deze ofwel "volledig UIT" of "volledig AAN" zijn. Transistors die volledig "AAN" zijn, zouden zich in hun verzadigingsgebied bevinden. Transistoren die volledig "UIT" zijn, zouden zich in hun afsnijgebied bevinden. Wanneer de transistor als schakelaar wordt gebruikt, regelt een kleine basisstroom een veel grotere collectorbelastingsstroom. Bij het gebruik van transistoren om inductieve belastingen zoals relais en solenoïdes te schakelen, wordt een "vliegwieldiode" gebruikt. Wanneer grote stromen of spanningen moeten worden geregeld, kunnen Darlington-transistoren worden gebruikt.

Stap 7: BD139 en BD140 H-brugcircuit

Dus, nu, na zoveel van het theoretische deel, zullen we een toepassing van de BD139- en BD140 Transistor-pakketten bespreken. Deze applicatie is het H-Bridge Circuit dat wordt gebruikt in motorbesturingscircuits. Wanneer we DC-motoren moeten laten draaien, is het vereist dat er een grote hoeveelheid vermogen aan de motoren wordt geleverd die niet door de microcontroller alleen kan worden geleverd, dus moeten we een transistorcircuit tussen de controller en de motor aansluiten die als een versterker werkt en helpt bij het soepel laten lopen van de motor. Het schakelschema voor deze toepassing is weergegeven in de afbeelding hierboven. Met deze H-brugschakeling wordt voldoende vermogen geleverd om twee gelijkstroommotoren soepel te laten lopen en hiermee kunnen we ook de draairichting van de motoren regelen. Een ding dat we in gedachten moeten houden bij het gebruik van BD139/140 of andere vermogenstransistors, is dat de vermogenstransistors een grote hoeveelheid stroom genereren die ook wordt gegenereerd in de vorm van warmte, dus om oververhittingsproblemen te voorkomen, moeten we een koellichaam toevoegen aan deze transistoren waarvoor al een gat in de transistor is aangebracht.

Hoewel de beste keuze voor vermogenstransistors BD139 en BD140 is, als ze niet beschikbaar zijn, kunt u ook kiezen voor BD135 en BD136, die respectievelijk NPN- en PNP-transistoren zijn, maar de voorkeur moet worden gegeven aan een BD139/140-paar. Dus dat was het voor de tutorial, ik hoop dat het nuttig voor je was.