Умение читать электросхемы – это важная составляющая, без которой невозможно стать специалистом в области электромонтажных работ. Каждый начинающий электрик обязательно должен знать, как обозначаются на проекте электропроводки розетки, выключатели, коммутационные аппараты и даже счетчик электроэнергии в соответствии с ГОСТ. Далее мы предоставим читателям сайта условные обозначения в электрических схемах, как графические, так и буквенные.
Графические
Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, этот обзор мы предоставим в виде таблиц, в которых изделия будут сгруппированы по назначению.
В первой таблице Вы можете увидеть, как отмечены электрические коробки, щиты, шкафы и пульты на электросхемах:
Следующее, что Вы должны знать – условное обозначение питающих розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:
Что касается элементов освещения, светильники и лампы по ГОСТу указывают следующим образом:
В более сложных схемах, где применяются электродвигатели, могут указываться такие элементы, как:
Также полезно знать, как графически обозначаются трансформаторы и дроссели на принципиальных электросхемах:
Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:
А вот, кстати, полезная для начинающих электриков таблица, в которой показано, как выглядит на плане электропроводки контур заземления, а также сама силовая линия:
Помимо этого на схемах Вы можете увидеть волнистую либо прямую линию, «+» и «-», которые указывают на род тока, напряжение и форму импульсов:
В более сложных схемах автоматизации Вы можете встретить непонятные графические обозначения, вроде контактных соединений. Запомните, как обозначаются этим устройства на электросхемах:
Помимо этого Вы должны быть в курсе, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.):
Вот и все условно графические обозначения в электрических схемах силовых цепей и освещения. Как уже сами убедились, составляющих довольно много и запомнить, как обозначается каждый можно только с опытом. Поэтому рекомендуем сохранить себе все эти таблицы, чтобы при чтении проекта планировки проводки дома либо квартиры Вы могли сразу же определить, что за элемент цепи находится в определенном месте.
Интересное видео
Как научиться читать принципиальные схемы
Те, кто только начал изучение электроники сталкиваются с вопросом: «Как читать принципиальные схемы?» Умение читать принципиальные схемы необходимо при самостоятельной сборке электронного устройства и не только. Что же представляет собой принципиальная схема? Принципиальная схема – это графическое представление совокупности электронных компонентов, соединённых токоведущими проводниками. Разработка любого электронного устройства начинается с разработки его принципиальной схемы.
Именно на принципиальной схеме показано, как именно нужно соединять радиодетали, чтобы в итоге получить готовое электронное устройство, которое способно выполнять определённые функции. Чтобы понять, что же изображено на принципиальной схеме нужно, во-первых знать условное обозначение тех элементов, из которых состоит электронная схема. У любой радиодетали есть своё условное графическое обозначение – УГО . Как правило, оно отображает конструктивное устройство или назначение. Так, например, условное графическое обозначение динамика очень точно передаёт реальное устройство динамика . Вот так динамик обозначается на схеме.
Согласитесь, очень похоже. Вот так выглядит условное обозначение резистора .
Обычный прямоугольник, внутри которого может указываться его мощность (В данном случае резистор мощностью 2 Вт, о чём свидетельствует две вертикальные черты). А вот таким образом обозначается обычный конденсатор постоянной ёмкости.
Это достаточно простые элементы. А вот полупроводниковые электронные компоненты, вроде транзисторов, микросхем, симисторов имеют куда более изощрённое изображение. Так, например, у любого биполярного транзистора не менее трёх выводов: база, коллектор, эмиттер. На условном изображении биполярного транзистора эти выводы изображены особым образом. Чтобы отличать на схеме резистор от транзистора, во-первых надо знать условное изображение этого элемента и, желательно, его базовые свойства и характеристики. Поскольку каждая радиодеталь уникальна, то в условном изображении графически может быть зашифрована определённая информация. Так, например, известно, что биполярные транзисторы могут иметь разную структуру: p-n-p или n-p-n . Поэтому и УГО транзисторов разной структуры несколько отличаются. Взгляните...
Поэтому, перед тем, как начать разбираться в принципиальных схемах, желательно познакомиться с радиодеталями и их свойствами. Так будет легче разобраться, что же всё-таки изображено на схеме.
На нашем сайте уже было рассказано о многих радиодеталях и их свойствах, а также их условном обозначении на схеме. Если забыли – добро пожаловать в раздел «Старт» .
Кроме условных изображений радиодеталей на принципиальной схеме указывается и другая уточняющая информация. Если внимательно посмотреть на схему, то можно заметить, что рядом с каждым условным изображением радиодетали стоят несколько латинских букв, например, VT , BA , C и др. Это сокращённое буквенное обозначение радиодетали. Сделано это для того, чтобы при описании работы или настройки схемы можно было ссылаться на тот или иной элемент. Не трудно заметь, что они ещё и пронумерованы, например, вот так: VT1, C2, R33 и т.д.
Понятно, что однотипных радиодеталей в схеме может быть сколь угодно много. Поэтому, чтобы упорядочить всё это и применяется нумерация. Нумерация однотипных деталей, например резисторов, ведётся на принципиальных схемах согласно правилу «И». Это конечно, лишь аналогия, но довольно наглядная. Взгляните на любую схему, и вы увидите, что однотипные радиодетали на ней пронумерованы начиная с левого верхнего угла, затем по порядку нумерация идёт вниз, а затем снова нумерация начинается сверху, а затем вниз и так далее. А теперь вспомните, как вы пишите букву «И». Думаю, с этим всё понятно.
Что же ещё рассказать о принципиальной схеме? А вот что. На схеме радом с каждой радиодеталью указывается её основные параметры или типономинал. Иногда эта информация выносится в таблицу, чтобы упростить для восприятия принципиальную схему. Например, рядом с изображением конденсатора, как правило, указывается его номинальная ёмкость в микрофарадах или пикофарадах. Также может указываться и номинальное рабочее напряжение, если это важно.
Рядом с УГО транзистора обычно указывается типономинал транзистора, например, КТ3107, КТ315, TIP120 и т.д. Вообще для любых полупроводниковых электронных компонентов вроде микросхем, диодов, стабилитронов, транзисторов указывается типономинал компонента, который предполагается для использования в схеме.
Для резисторов обычно указывается всего лишь его номинальное сопротивление в килоомах, омах или мегаомах. Номинальная мощность резистора шифруется наклонными чёрточками внутри прямоугольника. Также мощность резистора на схеме и на его изображении может и не указываться. Это означает, что мощность резистора может быть любой, даже самой малой, поскольку рабочие токи в схеме незначительны и их может выдержать даже самый маломощный резистор, выпускаемый промышленностью.
Вот перед вами простейшая схема двухкаскадного усилителя звуковой частоты. На схеме изображены несколько элементов: батарея питания (или просто батарейка) GB1 ; постоянные резисторы R1 , R2 , R3 , R4 ; выключатель питания SA1 , электролитические конденсаторы С1 , С2 ; конденсатор постоянной ёмкости С3 ; высокоомный динамик BA1 ; биполярные транзисторы VT1 , VT2 структуры n-p-n . Как видите, с помощью латинских букв я ссылаюсь на конкретный элемент в схеме.
Что мы можем узнать, взглянув на эту схему?
Любая электроника работает от электрического тока, следовательно, на схеме должен указываться источник тока, от которого питается схема. Источником тока может быть и батарейка и электросеть переменного тока или же блок питания.
Итак. Так как схема усилителя питается от батареи постоянного тока GB1, то, следовательно, батарейка обладает полярностью: плюсом «+» и минусом «-». На условном изображении батареи питания мы видим, что рядом с её выводами указана полярность.
Полярность. О ней стоит упомянуть отдельно. Так, например, электролитические конденсаторы C1 и C2 обладают полярностью. Если взять реальный электролитический конденсатор , то на его корпусе указывается какой из его выводов плюсовой, а какой минусовой. А теперь, самое главное. При самостоятельной сборке электронных устройств необходимо соблюдать полярность подключения электронных деталей в схеме. Несоблюдение этого простого правила приведёт к неработоспособности устройства и, возможно, другим нежелательным последствиям. Поэтому не ленитесь время от времени поглядывать на принципиальную схему, по которой собираете устройство.
На схеме видно, что для сборки усилителя понадобятся постоянные резисторы R1 - R4 мощностью не менее 0,125 Вт. Это видно из их условного обозначения.
Также можно заметить, что резисторы R2* и R4* отмечены звёздочкой * . Это означает, что номинальное сопротивление этих резисторов нужно подобрать с целью налаживания оптимальной работы транзистора. Обычно в таких случаях вместо резисторов, номинал которых нужно подобрать, временно ставится переменный резистор с сопротивлением несколько больше, чем номинал резистора, указанного на схеме. Для определения оптимальной работы транзистора в данном случае в разрыв цепи коллектора подключается миллиамперметр. Место на схеме, куда необходимо подключить амперметр указано на схеме вот так. Тут же указан ток, который соответствует оптимальной работе транзистора.
Напомним, что для замера тока, амперметр включается в разрыв цепи.
Далее включают схему усилителя выключателем SA1 и начинают переменным резистором менять сопротивление R2* . При этом отслеживают показания амперметра и добиваются того, чтобы миллиамперметр показывал ток 0,4 - 0,6 миллиампер (мА). На этом настройка режима транзистора VT1 считается завершённой. Вместо переменного резистора R2*, который мы устанавливали в схему на время наладки, ставится резистор с таким номинальным сопротивлением, которое равно сопротивлению переменного резистора, полученного в результате наладки.
Каков вывод из всего этого длинного повествования о налаживании работы схемы? А вывод таков, что если на схеме вы видите какую-либо радиодеталь со звёздочкой (например, R5* ), то это значит, что в процессе сборки устройства по данной принципиальной схеме потребуется налаживать работу определённых участков схемы. О том, как налаживать работу устройства, как правило, упоминается в описании к самой принципиальной схеме.
Если взглянуть на схему усилителя, то также можно заметить, что на ней присутствует вот такое условное обозначение.
Этим обозначением показывают так называемый общий провод . В технической документации он называется корпусом. Как видим, общим проводом в показанной схеме усилителя является провод, который подключен к минусовому "-" выводу батареи питания GB1. Для других схем общим проводом может быть и тот провод, который подключен к плюсу источника питания. В схемах с двуполярным питанием, общий провод указывается обособленно и не подключен ни к плюсовому, ни к минусовому выводу источника питания.
Зачем "общий провод" или "корпус" указывается на схеме?
Относительно общего провода проводятся все измерения в схеме, за исключением тех, которые оговариваются отдельно, а также относительно его подключаются периферийные устройства. По общему проводу течёт общий ток, потребляемый всеми элементами схемы.
Общий провод схемы в реальности часто соединяют с металлическим корпусом электронного прибора или металлическим шасси, на котором крепятся печатные платы.
Стоит понимать, что общий провод это не то же самое, что и "земля". "Земля " - это заземление, то есть искусственное соединение с землёй посредством заземляющего устройства. Обозначается оно на схемах так.
В отдельных случаях общий провод устройства подключают к заземлению.
Как уже было сказано, все радиодетали на принципиальной схеме соединяются с помощью токоведущих проводников. Токоведущим проводником может быть медный провод или же дорожка из медной фольги на печатной плате. Токоведущий проводник на принципиальной схеме обозначается обычной линией. Вот так.
Места пайки (электрического соединения) этих проводников между собой, либо с выводами радиодеталей изображаются жирной точкой. Вот так.
Стоит понимать, что на принципиальной схеме точкой указывается только соединение трёх и более проводников или выводов. Если на схеме показывать соединение двух проводников, например, вывода радиодетали и проводника, то схема была бы перегружена ненужными изображениями и при этом потерялась бы её информативность и лаконичность. Поэтому, стоит понимать, что в реальной схеме могут присутствовать электрические соединения, которые не указаны на принципиальной схеме.
В следующей части речь пойдёт о соединениях и разъёмах, повторяющихся и механически связанных элементах, экранированных деталях и проводниках. Жмите "Далее "...
Все радиотехнические устройства буквально напичканы массой радиодеталей. Чтобы понимать содержимое плат, нужно разбираться в видах и предназначении деталей. Радиоэлементы расположены в определённом порядке. Связанные дорожками на плате, они представляют собой электронное устройство, которое обеспечивают работу радиотехнического оборудования различного назначения. Существуют международное обозначение радиодеталей на схеме и их название.
Классификация радиоэлементов
Систематизация электронных компонентов нужна для того, чтобы радиотехник, инженер электроник могли свободно ориентироваться в подборе радиодеталей для создания и ремонта плат радиотехнических устройств. Классификацию наименований и видов радиодеталей производят по трём направлениям:
- способ монтажа;
- назначение.
ВАХ
Аббревиатура из трёх букв ВАХ расшифровывается как вольт-амперная характеристика. ВАХ отражает зависимость тока от напряжения, протекающего в каком-либо радиокомпоненте. Характеристики выглядят в виде графиков, где по ординате откладывают значения силы тока, по абсциссе отмечают величину напряжения. По форме графика радиокомпоненты разделяют на пассивные и активные элементы.
Пассивные
Радиодетали, чьи характеристики выглядят в виде прямой линии, называют линейными или пассивными радиоэлементами. К пассивным деталям относятся:
- резисторы (сопротивления);
- конденсаторы (ёмкости);
- дроссели;
- реле и соленоиды;
- индуктивные катушки;
- трансформаторы;
- кварцевые (пьезоэлектрические) резонаторы.
Активные
К элементам с нелинейной характеристикой относятся:
- транзисторы;
- тиристоры и симисторы;
- диоды и стабилитроны;
- фотоэлектрические элементы.
Характеристики, выраженные на графиках изогнутой функцией, относятся к нелинейным радиоэлементам.
Способ монтажа
По способу монтажа их делят на три категории:
- установка методом объёмной пайки;
- поверхностный монтаж на печатные платы;
- соединения с помощью разъёмов и цоколей.
Назначение
По своему назначению радиоэлементы можно разбить на несколько групп:
- функциональные детали, закреплённые на платах (вышеперечисленные компоненты);
- устройства отображения, к ним относятся различные табло, индикаторы и прочее;
- акустические устройства (микрофоны, динамики);
- вакуумные газоразрядные: электронно-лучевая трубка, октоды, лампы бегущей и обратной волны, светодиоды и ЖК экраны;
- термоэлектрические детали – термопары, терморезисторы.
Виды радиодеталей
По функциональным возможностям радиодетали разделяют на следующие компоненты.
Резисторы и их виды
Сопротивление нужно для ограничения силы тока в электросхемах, также оно создаёт падение напряжения на отдельном участке электрической цепи.
Резистор характеризуется тремя параметрами:
- номинальное сопротивление;
- рассеиваемая мощность;
- допуск.
Номинальное сопротивление
Эта величина обозначается в Омах и его производных. Значение сопротивления для радиотехнических резисторов заключается в пределах от 0,001 до 0,1 Ом.
Рассеиваемая мощность
Если ток превышает номинальную величину для определённого резистора, то он может перегореть. В случае протекания тока силой 0.1 А через сопротивление его принимаемая мощность должна быть не менее 1 Вт. Если поставить деталь мощностью 0,5 Вт, то она быстро выйдет из строя.
Допуск
Величина допуска сопротивления присваивается резистору производителем. Технология производства не позволяет добиться абсолютной точности величины сопротивления. Поэтому резисторы имеют допуски отклонения параметра в ту или другую сторону.
Для бытовой техники допуск может быть от – 20% до + 20%. Например, резистор 1 Ом может быть по факту 0,8 или 1,2 Ом. Для высокоточных систем, применяемых в военной и медицинской сферах, допуск составляет 0,1-0,01%.
Виды сопротивлений
Кроме обычных сопротивлений, установленных на платах, существуют такие резисторы, как:
- Переменные;
- SMD резисторы.
Переменные (подстроечные)
Наглядным примером переменного сопротивления является регулятор уровня громкости звука в любой бытовой радиотехники. Внутри корпуса находится графитовый диск, по которому перемещается съёмник тока. Положение съёмника регулирует величину сопротивления площади диска, через который проходит ток. За счёт этого изменяется сопротивление в цепи, и меняется уровень громкости.
SMD резисторы
В компьютерах и аналогичной технике устанавливают на платах SMD резисторы. Чипы изготавливают по плёночной технологии. Параметр сопротивления зависит от толщины резистивной плёнки. Поэтому изделия делят на два вида: толстоплёночные и тонкоплёночные.
Конденсаторы
Радиоэлемент накапливает электрический заряд, разделяя переменную и постоянную составляющую тока, фильтруя пульсирующий поток электрической энергии. Конденсатор состоит из двух токопроводящих обкладок, между которых вложен диэлектрик. В качестве прокладки используют воздух, картон, керамику, слюду и пр.
Характеристикой радиокомпонента являются:
- номинальная ёмкость;
- номинальное напряжение;
- допуск.
Номинальная ёмкость
Ёмкость конденсаторов выражают в микрофарадах. Величина ёмкости в этих единицах измерения обычно отображается числом на корпусе детали.
Номинальное напряжение
Обозначение вольтажа радиодеталей даёт представление о напряжении, при котором конденсатор может исполнять свои функции. В случае превышения допустимой величины деталь будет пробита. Повреждённый конденсатор станет простым проводником.
Допуск
Допустимое колебание напряжения достигает 20-30% от номинального значения. Такой допуск разрешён для использования радиокомпонентов в бытовой аппаратуре. В устройствах высокой точности допустимое изменение напряжения составляет в пределах не более 1%.
Акустика
К элементам акустики относятся динамики различной конфигурации. Их всех объединяет единый принцип строения. Назначение громкоговорителей заключается в преобразовании изменений частоты электрического тока в звуковые колебания воздуха.
Интересно. Динамические головки прямого излучения встроены в радиотехнические устройства во всех сферах деятельности человека.
Основные параметры акустики следующее.
Номинальное сопротивление
Величину электрического сопротивления можно определить замером цифрового мультиметра на звуковой катушке динамика. Она представляет собой обычную катушку индуктивности. Большинство звуковых приборов акустики обладает сопротивлением в пределах от 2 до 8 Ом.
Диапазон частот
Слух человека восприимчив к звуковым колебаниям в пределах от 20 Гц до 20000 Гц. Одно акустическое устройство не может воспроизвести весь этот диапазон звуковых частот. Поэтому для идеального воспроизведения звука динамики делают трёх видов: низкочастотные, средние и громкоговорители высокой частоты.
Внимание! Разночастотные звуковые головки объединяют в единую систему акустики (колонки). Каждый из динамиков воспроизводит звуки в своём диапазоне, в сумме получается идеальное звучание.
Мощность
Величина мощности каждого конкретного динамика указана на его тыльной стороне в Ваттах. Если на динамическую головку будет подан электрический импульс, превышающий номинальную мощность устройства, то динамик начнёт искажать звук и вскоре выйдет из строя.
Диоды
Переворот в производстве радиоприёмников в прошлом веке совершили диоды и транзисторы. Они заменили собой громоздкие радиолампы. Радиокомпонент представляет запорное устройство по аналогии с водопроводным краном. Радиоэлемент действует в одном направлении электрического тока. Поэтому его называют полупроводником.
Измерители электрических величин
К параметрам, характеризующим электрический ток, относятся три показателя: сопротивление, напряжение и сила тока. Ещё совсем недавно для измерения этих величин пользовались громоздкими приборами такими, как амперметр, вольтметр и омметр. Но с приходом эры транзисторов и микросхем появились компактные устройства – мультиметры, которыми можно определить все три характеристики тока.
Важно! Радиолюбитель в своём арсенале должен иметь мультиметр. Это универсальное устройство позволяет тестировать радиоэлементы, замерять различные характеристики проходящего тока на всех участках радиосхемы.
Для стыковки узлов схем без пайки применяют различные виды разъёмов. Производители радиотехники используют компактные конструкции контактных соединений.
Переключатели
Функционально они выполняют работу тех же разъёмов. Отличием является то, что отключение и включение электрического потока производится без нарушения целостности электрической цепи.
Маркировка радиодеталей
Важно понимать маркировку радиодеталей. На корпус элемента наносят информацию о его характеристик. Например, мощность резистора обозначают цифрами или цветовыми полосами. Описать все маркировки в одной статье весьма затруднительно. В сети можно скачать справочное пособие по маркировке радиоэлементов и их описание.
Обозначение радиодеталей на электросхемах
Обозначение на схемах радиоэлементов выглядит в виде графических фигур. Так, например, резистор изображают вытянутым прямоугольником с рядом расположенной буквой «R» и порядковым номером. «R15» означает, что резистор по схеме является 15-м по счёту. Тут же прописывают величину рассеваемой мощности сопротивления.
Особое внимание нужно уделить обозначению на микросхемах. К примеру, можно рассмотреть микросхему КР155ЛАЗ. Первая буква «К» означает широкую область применения. Если будет стоять «Э», то это экспортное исполнение. Вторая литера «Р» определяет материал и тип корпуса. В данном случае это пластмасса. Единица – это тип детали, в примере это полупроводниковая микросхема. 55 – порядковый номер серии. Последующие буквы выражают логику И-НЕ.
С чего начать чтение схем
Начинать надо с чтения принципиальных схем. Для более эффективного обучения нужно изучение теории совмещать с практикой. Необходимо понимать все обозначения на плате. Для этого существует масса информации в интернете. Будет неплохо иметь под рукой справочный материал в книжном формате. Параллельно с усвоением теории нужно научиться паять простые схемы.
Как соединяются радиоэлементы в схеме
Для соединения радиокомпонентов используют платы. Чтобы сделать контактные дорожки, применяют специальный раствор для травления медной фольги на диэлектрическом слое печатной платы. Лишняя фольга удаляется, остаются только нужные дорожки. К их краям припаивают выводы деталей.
Дополнительная информация. Литиевые аккумуляторы, нагреваясь от паяльника, могут вздуться и разрушиться. Чтобы этого не происходило, применяют точечную сварку.
Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме
Чтобы расшифровать буквенные обозначения деталей в схеме, нужно воспользоваться специальными таблицами, утверждённые ГОСТом. Первая буква означает устройство, вторая и третья литера уточняют конкретный вид радиокомпонента. Например, F означает разрядник или предохранитель. Полностью буквы FV дают знать, что это предохранитель.
Графическое обозначение радиоэлементов в схеме
Графика схем включает в себя условное двухмерное обозначение радиоэлементов, принятых во всём мире. Например, резистор – прямоугольник, транзистор – круг, в котором линиями показано направление тока, дроссель – растянутая пружинка и т.д.
Начинающий радиолюбитель должен иметь под рукой таблицу изображений радиодеталей. Ниже приведены примеры таблиц графических обозначений радиодеталей.
Для начинающих радиолюбителей важно запастись справочной литературой, где можно найти информацию о предназначении определённого радиокомпонента и его характеристиках. Как изготовить самостоятельно печатные платы и как правильно паять схемы, можно научиться по видео урокам в сети.
Видео
Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.
Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье 🙂
Виды транзисторов
Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.
Биполярный транзистор
Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.
Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.
Биполярные транзисторы выглядеть могут так.
Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.
Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).
Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.
Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки»). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.
У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.
Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто . Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).
Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.
Принцип работы биполярного транзистора
А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.
Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h21Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.
Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.
Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги ).
- Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер
- Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
- Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
- В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.
Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.
Коэффициент усиления по току.
Его также обозначают как
Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:
- Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
- Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
- Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
- Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.
Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.
Транзистор в ключевом режиме
Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.
Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.
На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.
Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.
В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.
Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).
На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.
Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.
Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.
Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.
В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора
Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.
Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.
Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.
Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти 🙂
Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).
Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.
В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.
Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.
Эмиттерный повторитель
Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.
Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.
Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.
Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.
«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока
! 
Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.
Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.
Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.
Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!
Где транзисторы купить?
Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине . Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.
Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.
Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.
Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.
Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!
С н/п Владимир Васильев
P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!
Радиоэлементы (радиодетали) – это электронные компоненты, собранные в составные части цифрового и аналогового оборудования. Радиодетали нашли свое применения в видеотехнике, звуковых устройствах, смартфонах и телефонах, телевизорах и измерительных приборах, компьютерах и ноутбуках, оргтехнике и прочей технике.
Виды радиоэлементов
Радиоэлементы, соединенные посредством проводниковых элементов, в совокупности образуют электросхему, которая еще может носить название «функциональный узел». Совокупность электроцепей из радиоэлементов, которые расположены в отдельном общем корпусе, называется микросхемой – радиоэлектронной сборкой, она может выполнять множество разных функций.
Все электронные компоненты, использующиеся в бытовой и цифровой технике, относятся к радиодеталям. Перечислить все подвиды и виды радиодеталей довольно проблематично, так как получится огромный список, который постоянно расширяется.
Для обозначения радиодеталей на схемах применяют как графические условные обозначения (УГО), так и буквенно-цифровые символы.
По методу действия в электрической цепи их можно разделить на два типа:
- Активные;
- Пассивные.
Активный тип
Активные электронные компоненты полностью зависят от внешних факторов, при воздействии которых меняют свои параметры. Именно такая группа привносит в электроцепь энергию.
Выделяют следующих основных представителей этого класса:
- Транзисторы – это триод-полупроводник, который посредством входного сигнала может контролировать и управлять электронапряжением в цепи. До появления транзисторов их функцию выполняли электронные лампы, которые потребляли больше электроэнергии и были некомпактными;
- Диодные элементы – полупроводники, проводящие электроток только в единственном направлении. Имеют в своем составе один электрический переход и два вывода, производятся из кремния. В свою очередь, диоды делятся по диапазону частот, конструкции, назначению, габаритам переходов;
- Микросхемы – составные компоненты, в которых произведена интеграция конденсаторов, резисторов, диодных элементов, транзисторов и прочего в полупроводниковую подложку. Они предназначаются для преобразования электрических импульсов и сигналов в цифровую, аналоговую и аналогово-цифровую информацию. Могут производиться без корпуса или в нем.
Существует еще множество представителей данного класса, однако используются они реже.
Пассивный тип
Пассивные электронные компоненты не зависят от протекающего электротока, напряжения и прочих внешних факторов. Они могут или потреблять, или аккумулировать энергию в электроцепи.
В этой группе можно выделить следующие радиоэлементы:
- Резисторы – устройства, которые занимаются перераспределением электротока между составными элементами микросхемы. Классифицируются по технологии изготовления, методу монтажа и защиты, назначению, вольт-амперной характеристике, характеру изменения сопротивления;
- Трансформаторы – электромагнитные приспособления, служат для преобразования с сохранением частоты одной системы электротока переменного типа в другую. Состоит такая радиодеталь из нескольких (или одной) проволочных катушек, охваченных магнитным потоком. Трансформаторы могут быть согласующие, силовые, импульсные, разделительные, а также устройства тока и напряжения;
- Конденсаторы – элемент, служащий для аккумулирования электротока и последующего его высвобождения. Состоят из нескольких разделенных диэлектрическими элементами электродов. Конденсаторы классифицируются по виду диэлектрических компонентов: жидкие, твердые органические и неорганические, газообразные;
- Индуктивные катушки – устройства из проводника, которые служат для ограничения электротока переменного типа, подавления помех и накопления электроэнергии. Проводник помещен под изоляционный слой.
Маркировка радиодеталей
Маркировка радиодеталей обычно совершается производителем и находится на корпусе изделия. Маркирование подобных элементов может быть:
- символьным;
- цветовым;
- символьным и цветовым одновременно.
Важно! Маркирование импортных радиодеталей может существенно отличаться от маркировки однотипных элементов отечественного производства.
На заметку. Каждый радиолюбитель при попытках расшифровать тот или иной радиокомпонент прибегает к справочнику, так как сделать это по памяти не всегда получается из-за огромного модельного разнообразия.
Обозначение радиоэлементов (маркировка) европейских изготовителей часто происходит по определенной буквенно-цифровой системе, состоящей из пяти символов (три цифры и две буквы – для изделий широкого применения, две цифры и три буквы – для спецаппаратуры). Цифры в такой системе определяют технические параметры детали.
Европейская система маркировки полупроводников широкого распространения
| 1-ая буква – кодировка материала | |
|---|---|
| A | Основной компонент – германий |
| B | Кремний |
| C | Соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия |
| R | Сульфид кадмия |
| 2-ая литера – вид изделия или его описание | |
| A | Диодный элемент малой мощности |
| B | Варикап |
| C | Транзистор малой мощности, работающий на низких частотах |
| D | Мощный транзистор, функционирующий на низких частотах |
| E | Туннельный диодный компонент |
| F | Высокочастотный транзистор малой мощности |
| G | Более одного прибора в едином корпусе |
| H | Магнитный диод |
| L | Мощный транзистор, работающий на высокой частоте |
| M | Датчик Холла |
| P | Фототранзистор |
| Q | Световой диод |
| R | Переключающийся прибор малой мощности |
| S | Переключательный транзистор маломощный |
| T | Мощное переключающееся устройство |
| U | Транзистор переключательный мощный |
| X | Умножительный диодный элемент |
| Y | Выпрямительный диодный элемент высокой мощности |
| Z | Стабилитрон |
Обозначение радиодеталей на электросхемах
Из-за того, что существует огромное множество различных радиоэлектронных компонентов, были приняты на законодательном уровне нормы и правила их графического обозначения на микросхеме. Эти нормативные акты называются ГОСТами, где прописана исчерпывающая информация по виду и размерным параметрам графического изображения и дополнительным символьным уточнениям.
Важно! Если радиолюбитель составляет схему для себя, то ГОСТами можно пренебречь. Однако если составляемая электросхема будет подаваться на экспертизу или проверку в различные комиссии и госорганы, то рекомендуется сверить все со свежими ГОСТами – они постоянно дополняются и изменяются.
Обозначение радиодеталей типа «резистор», находящееся на плате, на чертеже выглядит прямоугольником, рядом с ним с литерой «R» и цифрой – порядковым номером. Например, «R20» обозначает, что резистор на схеме 20-ый по счету. Внутри прямоугольника может прописываться его рабочая мощность, которую он может долгое время рассеивать, не разрушаясь. Ток, проходя через этот элемент, рассеивает конкретную мощность, тем самым нагревает его. Если мощность будет больше номинальной, то радиоизделие выйдет из строя.
Каждый элемент, подобно резистору, имеет свои требования к начертанию на чертеже цепи, условным буквенным и цифровым обозначениям. Для поиска таких правил можно использовать разнообразную литературу, справочники и многочисленные ресурсы интернета.
Любой радиолюбитель должен понимать виды радиодеталей, их маркировку и условно графическое обозначение, так как именно такие знания помогут ему правильно составить или прочесть существующую схему.
Видео