Najlepsza odpowiedź
Zakładam, że masz na myśli tranzystor bipolarny. Opiszę działanie tranzystora bipolarnego typu NPN. W przypadku PNP wystarczy odwrócić polaryzacje. Mój opis będzie tak prosty i podstawowy, jak tylko mogę wymyślić. Gdy masz już podstawowy pomysł, możesz zagłębić się głębiej i lepiej zrozumieć podstawową naukę, która wyjaśnia, jak to działa.
Tranzystor może być używany jako wzmacniacz lub przełącznik.
Trzy połączenia z tranzystorem nazywane są bazą, kolektorem i emiterem.
Jeśli emiter jest podłączony do ujemnego zacisku akumulatora, a kolektor ma podłączony zacisk dodatni , ale przez rezystor ograniczający przepływ prądu w rzeczywistości prąd nie będzie płynął. Droga przez kolektor i emiter odpowiada dwóm diodom, z których jedna jest odwrócona do drugiej. (Dioda jest prostownikiem i przewodzi tylko w jednym kierunku.)
Jeśli jednak inna bateria zostanie podłączona do rezystora zmiennego z wycieraczką skierowaną do podstawy, a strona ujemna podłączona do emitera, wówczas ponieważ zmienny rezystor jest obracany, aby stopniowo zwiększać napięcie na bazie, do bazy będzie płynął niewielki prąd.
W konsekwencji działanie tranzystora spowoduje przepływ znacznie większego prądu z pierwszej baterii i ścieżka kolektor-emiter.
Stosunek większego prądu do mniejszego prądu to wzmocnienie wzmacniacza.
Teraz, jeśli rezystor zmienny jest obracany w przód iw tył w celu modulacji prąd wejściowy do podstawy, wówczas prąd kolektora będzie się zmieniał podobnie, ale we wzmocniony sposób. *
Jeśli rezystor zmienny jest zwinięty z powrotem do podstawy, a prądy kolektora można zmniejszyć do zera. Jeśli jest zwrócony do przodu, tranzystor można całkowicie włączyć, bez dalszego zwiększania prądu kolektora. Nazywa się to „nasyceniem”. Te dwa stany, włączony i wyłączony, są jak włączanie i wyłączanie przełącznika, co jest reprezentatywne dla tranzystora używanego jako przełącznik.
Uwaga: idąc dalej, powinienem dodać, że można również zostawić zmienny rezystor przy ustawieniu, które zapewnia w przybliżeniu połowę dostępnego napięcia na kolektorze w stosunku do emitera. To dostosowanie jest zwykle opisywane jako „dostosowanie odchylenia”. Powiedzmy, że w przypadku wzmacniacza audio wejście audio można podłączyć do podstawy za pomocą kondensatora lub małego transformatora audio. Podobnie wyjście audio można wyodrębnić za pomocą transformatora audio połączonego szeregowo z kolektorem lub kondensatorem podłączonym do niego.
Odpowiedź
Diody Porozmawiajmy najpierw o diodach, ponieważ są one najprostsze. Są to zasadniczo zawory jednokierunkowe dla prądu.
Bardzo prostą aplikacją jest ochrona przed odwrotną polaryzacją. urządzenie, które korzysta z baterii AA. Niestety, wybuchłoby to, gdyby użytkownik włożył baterię odwrotnie. To niepożądane.
Możesz to naprawić, dodając diodę wbudowaną w baterię, aby jeśli bateria jest włożona odwrotnie, nie będzie przepływu prądu, a urządzenie nie zostanie uszkodzone.
(PS. To jest tylko przykład. W rzeczywistości istnieją bardziej wydajne sposoby implementacji ochrony przed odwrotną polaryzacją przy użyciu tranzystorów MOSFET – Strona na ti.com )
Inną bardzo popularną aplikacją jest prostownik. Masz napięcie AC. Chcesz zamienić go w DC. Jak to robisz?
Cóż, pierwszym krokiem jest odcięcie części ujemnych, aby napięcie wyglądało tak –
(Zdjęcie z Poprawa istniejącego obwodu prostownika półokresowego w generatorze )
Możesz to zrobić, po prostu mając diodę połączoną szeregowo z napięciem wejściowym (jak w przypadku ochrony przed odwrotną polaryzacją).
Jeśli używasz 4 diod, możesz stworzyć lepszy prostownik (nazywany prostownikiem pełnookresowym, jeśli chcesz to sprawdzić ), które faktycznie mogą również wykorzystywać ujemne części cykli.
Tranzystory Tranzystory są budulcem wielu rzeczy. Na przykład pamiętaj, że wzmacniacze operacyjne składają się z tranzystorów.
Można ich użyć do wzmocnienia, ale zostawimy to na później. Porozmawiamy o tym, jak wybieramy wzmacniacze operacyjne, a jak używamy tranzystory bezpośrednio.
Tranzystor jest najczęściej używany jako przełącznik sterowany elektrycznie.
Na przykład masz mały mikrokontroler z wyjściem 5 V, który może dostarczyć maksymalnie 50mA. Jak można go użyć do sterowania silnikiem 50 V, który pobiera 20 A?
Do tego służą tranzystory. Pozwalają one kontrolować duży prąd małym prądem (w przypadku BJT). To właśnie ludzie mają na myśli, kiedy mówią, że tranzystory wzmacniają. Oczywiście tranzystory nie mogą łamać praw fizyki i dawać więcej energii, niż w to wkładasz, ale to, co mogą zrobić, to pozwolić ci kontrolować duże prądy przy małych prądach (i napięciach).
Istnieje wiele innych sposobów wykorzystania tranzystorów, ale jako że przełącznik jest zdecydowanie najpowszechniejszy.
Wzmacniacze operacyjne Wzmacniacze operacyjne to znacznie bardziej skomplikowane urządzenia składające się z wielu tranzystorów, kondensatorów i rezystorów. Wszystkie są zapakowane w małe, wygodne paczki.
Wzmacniacze operacyjne mogą być również używane do wielu rzeczy, ale głównym zastosowaniem jest, gdy trzeba wykonywać dokładne obliczenia arytmetyczne na sygnałach.
Na przykład, masz mały sygnał 10 mV z mikrofonu i chcesz go wzmocnić do 1 V dla głośnika. Możesz użyć wzmacniacza operacyjnego skonfigurowanego jako wzmacniacz.
Możesz również łatwo użyć wzmacniacza operacyjnego do budowy obwodów, które dodają, odejmują, odejmują, a następnie mnożą, porównują, oscylują, a nawet różnicują (patrz Wzmacniacze operacyjne ).
Mogą być również używane, gdy chcesz kontrolować duże napięcie / prąd z małego napięcia (jak w przypadku tranzystora) , ale chcesz, aby skalowanie było dokładne. Na przykład jako wzmacniacze audio.
Tranzystorów można również używać bezpośrednio, aby zrobić wiele z tych rzeczy, jednak tranzystory mają wiele nieidealności. Wzmacniacze operacyjne są znacznie bliżej idealnych wzmacniaczy niż tranzystory. Zostały zaprojektowane przez wspaniałych inżynierów z TI, AD itp., Których zadaniem jest łączenie wielu (czasem całkiem sporo) tranzystorów w celu stworzenia tych niemal idealnych wzmacniaczy. Dlatego zwykle, gdy potrzebujemy dokładnego wzmocnienia, po prostu używamy tych chipów, zamiast projektować wzmacniacze bezpośrednio z tranzystorów.