ترانزیستور NPN در کاربرد سوئیچ

مدار ترانزیستور C1815 برای روشن و خاموش رله 12 ولت

مدار زیر برای روشن و خاموش کردن رله ی 12 ولت با بکارگیری ترانزیستور NPN C1815 است.

• یک سوی رله به ولتاژ بالا ( در اینجا 12 ولت) و سوی دیگر به کلکتور ترانزیستور NPN بسته شده.
• هنگامی که ترانزیستور در کارگونه ی گسسته باشد، ولتاژ کلکتور 12 ولت است و رله خاموش است همانند سوییچ باز.
• هنگامی که ترانزیستور در کارگونه سرشار باشد، ولتاژ کلکتور کمینه اس و رله روشن است همانند سوییچ بسته.
• یک دیود هرزگرد با رله همراستا (موازی) شده که آند دیود به 12 ولت بسته شده.
• با ولتاژ درونرو 0 یا 3.3 ولت ، ولتاژ برونرو 12 ولت رو روشن و خاموش میکنیم.

آرایش دهی (بایاس) ترانزیستور

آرایش دهی یا بایاس ترانزیستور به این چم (معنی) است که مدار را جوری بچینیم که ترانزیستور را به کارگونه ی دلخواهمان ببریم:

• هنگامی که ولتاژ بیس هیچا (صفر) ولت است، ترانزیستور در کارگونه گسسته باشد و رله خاموش.
• هنگامی که ولتاژ بیس 3.3 ولت است، ترانزیستور در کارگونه سرشار و رله روشن باشد.

خب هنگامی که ولتاژ بیس هیچا باشد، ترانزیستور خاموش است، برای آرایش ترانزیستور تنها باید اندازه ی ایستاگر (مقاومت) را جوری براورد کنیم که هنگامی که ولتاژ بیس 3.3 ولت است، ترانزیستور به کارگونه سرشار برود. این کار سه گام دارد:

1. دانستن اندازه روانه ی کلکتور، این اندازه ی روانه ای است که رله برای روشن شدن به آن نیازمند است.
2. براورد اندازه روانه ی بیس از روی اندازه ی روانه ی کلکتور با بکارگیری بتا ( جهشده روانه افزایی).
3. براورد ایستاگر (مقاومت) بیس با نوشتن معادله ی ولتاژ .

1- براورد روانه کلکتور : برای دانستن روانه کلکتور باید روانه ای که رله در هنگام روشن شدن میکشد رو با مولتی متر اندازه گیری کنیم.

مولتی متر رو در کارگونه اندازه گیری روانه بذارید. یک سوی رله رو به 12 ولت و سوی دیگه رو با مولتی متر به زمین ببندید و اندازه روانه رو بخونید. رله من هنگام روشن بودن نزدیک 30mA روانه میکشد.

2. براورد روانه بیس: باید بیشینه و کمینه ی اندازه ی این روانه را براورد کنیم:

بیشینه روانه بیس : روانه ی بیس از پایه ی برونرو میکروکنترلر STM32F103C8 میاد و این روانه نباید از 5mA بیشتر بشه. اگر بشه، ولتاژ خروجی پایه ی میکرو افت میکنه.

کمینه روانه بیس : برای اینکه دل آسوده (مطمئن) بشیم ترانزیستور در کارگونه سرشار هست، روانه بیس باید بیش از دو برابر جریان کلکتور بخش بر بتا باشه. در داده نامه (دیتاشیت) ترانزیستور C1815 در بیشینه اندازه بتا یا DC current gain هست 700 و کمینه بین 25 تا 70 . من اندازه 25 رو در براوردها بکار میگیرم. با اندازه 25 برای بتا ، کمینه روانه ی بیس میشه 2.4mA .

3- براورد اندازه ایستاگر (مقاومت) بیس : برای براورد ایستاگر بیس بایستی معادله ی ولتاژ رو در راستای نقطه چین قرمز رنگ بنویسیم. همچنین اندازه ولتاژ بیس-امیتر در کارگونه سرشار رو هم باید از داده نامه بخونید.
اگر اندازه ایستاگر رو به بالا گرد کنیم، جریان بیس کمتر میشه. اگر به پایین گرد کنیم ، جریان بیس بیشتر میشه و ترانزیستور بیشتر به کارگونه سرشار میره.