L'électronique élémentaire expliquée

Pour un débutant en électronique, construire projets électroniques de base à partir d'un schéma de circuit pourrait être accablant. Ce guide rapide est destiné à aider les débutants en leur donnant des détails pratiques sur les pièces électroniques ainsi que sur les techniques de construction de circuits. Nous examinerons les pièces élémentaires comme les résistances, les condensateurs, les inductances, les transformateurs et les potentiomètres.

RÉSISTANCES

Une résistance est une partie qui dissipe l'énergie, normalement au moyen de chaleur. La mise en œuvre est définie par la relation connue sous le nom de loi d'Ohm: V = I X R où V est la tension sur la résistance en volts, I se réfère au courant traversant la résistance en ampères et R est la valeur de la résistance en ohms. Les représentations d'une résistance sont illustrées à la Fig. 1.1.

Soit nous sommes capables de utiliser la résistance pour modifier la tension à un emplacement spécifique du circuit, ou nous pourrions l'appliquer pour modifier le courant à un emplacement souhaité du circuit.

La valeur de la résistance peut être identifiée grâce aux anneaux colorés qui l'entourent. Vous trouverez 3 anneaux ou bandes fondamentaux qui nous donnent ces détails (Fig. 1.2).

Les bandes sont peintes avec des couleurs spécifiques et chaque bande colorée représente un nombre comme indiqué dans le tableau 1.1. À titre d'exemple, lorsque les bandes sont marron, rouge et orange, la valeur de la résistance sera de 12 X 1,00,0 ou 12 000 ohms 1000 ohms est normalement identifié comme un kilohm ou k, tandis que 1 000 000 est appelé un mégohm ou MOhm.

Le dernier anneau ou bande de couleur signifie l'amplitude de tolérance de la résistance, pour la valeur de résistance particulière. L'or révèle une tolérance de + ou - 5% (± 5%), l'argent signifie qu'il est de + ou - 10% (± 10%). Si vous ne trouvez pas de bande de tolérance, cela signifie généralement que la tolérance est de ± 20%.

De manière générale, plus la résistance est grande, plus la puissance qu'elle peut gérer est élevée. La puissance nominale en watts peut varier de 1/8 W à plusieurs watts. Cette puissance est essentiellement le produit de la tension (V) et du courant (I) traversant la résistance.

En appliquant la loi d'Ohm, nous pouvons déterminer la puissance (P) dissipée par une résistance comme P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R où R est la valeur de la résistance. Vous ne trouverez aucun aspect électrique négatif en travaillant avec une résistance qui peut être pratiquement plus grande que les spécifications requises.

Le seul léger inconvénient pourrait être sous la forme d'une augmentation des dimensions mécaniques et peut-être des coûts plus élevés.

CONDENSATEURS

Le nom antérieur de tout condensateur était autrefois celui de condensateur, bien que le nom actuel semble plus lié à sa fonction réelle. Un condensateur est conçu avec une «capacité» pour stocker l'énergie électrique.

La fonction de base d'un condensateur est de permettre le passage d'un courant alternatif (a.c.) à travers celui-ci mais de bloquer un courant continu (d.c.).

Une autre considération cruciale est que dans le cas où un d.c. la tension, par exemple à travers une batterie, est connectée à travers un condensateur pendant un moment, essentiellement ce CC continuera à rester à travers les fils du condensateur jusqu'à ce qu'un élément comme une résistance soit joint à travers elle, ou vous pourriez éventuellement court-circuiter les bornes du condensateur les uns avec les autres provoquant la décharge de l'énergie stockée.

CONSTRUCTION

Généralement, un condensateur est constitué d'une paire de plaques séparées par un contenu isolant appelé diélectrique.

Le diélectrique peut être formé d'air, de papier, de céramique, de polystyrène ou de tout type de matériau approprié différent. Pour des valeurs de capacité plus importantes, un électrolyte est utilisé pour la séparation diélectrique. Cette substance électrolytique a la capacité de stocker de l'énergie électrique avec une grande efficacité.

Un courant continu constant est généralement requis pour le fonctionnement capacitif. C'est pourquoi dans les schémas de circuit, nous trouvons le fil positif du condensateur indiqué comme un bloc blanc tandis que le côté négatif comme un bloc noir.

Les condensateurs variables ou ajustables comprennent des aubes tournantes séparées par un entrefer ou un isolant tel que le mica. Dans quelle mesure ces aubes se chevauchent, détermine le amplitude de la capacité , et cela peut être varié ou ajusté en déplaçant la broche du condensateur variable.

La capacité est mesurée à Farads. Cependant, un condensateur de Farad pourrait être substantiellement grand pour toute utilisation pratique. Par conséquent, les condensateurs sont désignés soit en microfarads (uF), nanofarad (nF) ou en picofarads (pF).

Un million de picofarads correspond à un seul microfarad, et un million de microfarads équivaut à un Farad en grandeur. Bien que les nanofarads (nF) ne soient pas très souvent utilisés, un nanofarad représente mille picofarads.

Parfois, vous pouvez trouver des condensateurs plus petits avec des codes de couleur marqués, tout comme les résistances.

Pour ceux-ci, les valeurs peuvent être déterminées en pF comme le montre le nuancier ci-joint. La paire de bandes en bas fournit la tolérance et la tension maximale réalisable du condensateur.

Il doit être strictement noté que la tension nominale imprimée sur le corps du condensateur représente la limite de tension maximale tolérable absolue du condensateur qui ne doit jamais être dépassée. De plus, lorsque des condensateurs électrolytiques sont impliqués, la polarité doit être soigneusement vérifiée et soudée en conséquence.

INDUCTEURS

Dans les circuits électroniques Inducteur les caractéristiques de fonctionnement sont exactement le contraire des condensateurs. Les inducteurs ont tendance à faire passer un courant continu à travers eux mais tentent de s'opposer ou de résister au courant alternatif. Ils se présentent généralement sous la forme de bobines de fil de cuivre super émaillé, normalement enroulées autour d'une forme.

Pour créer une valeur élevée inductances , un matériau ferreux est normalement introduit en tant que noyau, ou peut être installé comme un couvercle entourant la bobine à l'extérieur.

Une caractéristique importante de l'inducteur est sa capacité à générer un `` retour e.m.f. '' dès qu'une tension appliquée est supprimée à travers une inductance. Cela se produit normalement en raison de la caractéristique inhérente d'un inducteur pour compenser la perte du courant d'origine à travers le courant.

Les symboles schématiques de l'inductance peuvent être vus dans la Fig. 1.5. L'unité d'inductance est le Henry, bien que les millihenrys ou microhenrys (mH et respectivement) soient normalement utilisés pour mesure des inducteurs dans des applications pratiques.

Un millihenry a un microhenry 1000 tandis qu'un millier millihenrys équivaut à un Henry. Les inducteurs sont l'un de ces composants qui ne sont pas faciles à mesurer, surtout si la valeur réelle n'est pas imprimée. De plus, ceux-ci deviennent encore plus complexes à mesurer lorsqu'ils sont construits à la maison en utilisant des paramètres non standard.

Lorsque les inducteurs sont utilisés pour bloquer les signaux CA, ils sont appelés selfs radiofréquence ou selfs RF (RFC). Les inductances sont utilisées avec des condensateurs pour former des circuits accordés, qui n'autorisent que la bande de fréquences calculée et bloquent le reste.

CIRCUITS RÉGLÉS

Un circuit accordé (Fig.1.6), qui implique une inductance L et un condensateur C, permettra, essentiellement, soit de permettre à une fréquence particulière de se déplacer et de bloquer toutes les autres fréquences, soit de bloquer une valeur de fréquence spécifique et de laisser passer toutes les autres. par.

Une mesure de la sélectivité d'un circuit accordé qui vérifie la valeur de fréquence devient son facteur Q (pour la qualité).

Cette valeur accordée de la fréquence est également appelée fréquence de résonance (f0) et est mesurée en hertz ou cycles par seconde.

Un condensateur et une inductance peuvent être utilisés en série ou en parallèle pour former un circuit accordé résonnant (Fig. 1.6.a). Un circuit accordé en série peut avoir une faible perte par rapport à un circuit accordé en parallèle (Fig. 1.6.b) a une perte élevée.

Lorsque nous mentionnons la perte ici, cela fait généralement référence au rapport entre la tension à travers le réseau et le courant circulant dans le réseau. Ceci est également connu comme son impédance (Z).

Les noms alternatifs pour cette impédance pour des composants spécifiques peuvent être sous la forme de p. résistance (R) pour résistances et réactance (X) pour inductances et condensateurs.

TRANSFORMATEURS

Les transformateurs sont utilisés pour augmenter une tension / courant alternatif d'entrée à des niveaux de sortie plus élevés ou pour abaisser la même tension dans des niveaux de sortie inférieurs. Ce fonctionnement assure également simultanément une isolation électrique complète entre l'entrée AC et la sortie AC. Quelques transformateurs peuvent être observés sur la figure 1.7.

Les fabricants signifient tous les détails du côté primaire ou d'entrée via le suffixe «1». Le côté secondaire, ou côté sortie, est indiqué par le suffixe «2» T1 et T2 indiquent le nombre de tours sur le primaire et le secondaire en conséquence. Puis:

Lorsqu'un le transformateur est conçu pour abaisser le réseau 240 V à une tension inférieure, disons 6 V, le côté primaire implique un nombre relativement plus élevé de tours en utilisant un fil de calibre plus mince tandis que le côté secondaire est construit en utilisant un nombre de tours relativement moindre mais en utilisant un fil de calibre beaucoup plus épais.

Cela est dû au fait que la tension plus élevée implique un courant proportionnellement plus faible et donc un fil plus fin, tandis que la tension inférieure implique un courant proportionnellement plus élevé et donc un fil plus épais. Les valeurs de puissance nette primaire et secondaire (V x I) sont presque égales dans un transformateur idéal.

Lorsque l'enroulement du transformateur a une prise de fil extraite de l'un des spires (Fig.1.7.b), il en résulte la division de la tension de l'enroulement à travers la prise qui est proportionnelle au nombre de tours sur l'enroulement séparés par le fil à prise centrale.

L'amplitude de la tension nette à travers l'enroulement secondaire complet de bout en bout sera toujours conforme à la formule indiquée ci-dessus

La taille d'un transformateur dépend de l'amplitude de sa spécification de courant secondaire. Si la spécification actuelle est plus grande, les dimensions du transformateur augmentent également proportionnellement.

Il existe également des transformateurs miniatures conçus pour circuits haute fréquence , comme les radios, émetteurs etc. et ils ont un condensateur intégré attaché à travers l'enroulement.

Comment utiliser les semi-conducteurs dans les projets électroniques

Par: Forêt M. Mims

Construire et expérimenter des projets électroniques peut être gratifiant, mais très difficile. Cela devient encore plus satisfaisant, quand vous en tant que amateur Terminez la construction d'un projet de circuit, mettez-le sous tension et trouvez un modèle de travail utile développé à partir d'une poignée de composants indésirables. Cela vous fait vous sentir comme un créateur, tandis que le projet réussi montre vos efforts et vos connaissances considérables dans le domaine respectif.

C'est peut-être juste pour s'amuser pendant les loisirs. D'autres personnes peuvent souhaiter réaliser un projet qui n'est pas encore fabriqué ou personnaliser un produit électronique du marché dans une version plus innovante.

Pour réussir ou pour dépanner un défaut de circuit, vous devrez bien connaître le fonctionnement des différents composants et comment les implémenter correctement dans des circuits pratiques. OK, alors venons au fait.

Dans ce tutoriel, nous allons commencer les semi-conducteurs.

Comment Semi-conducteur est créé en utilisant du silicium

Vous trouverez une variété de composants semi-conducteurs, mais le silicium, qui est l'élément principal du sable, est l'un des éléments les plus connus. Un atome de silicium se compose de seulement 4 électrons dans sa couche la plus externe.

Cependant, il peut adorer en avoir 8. En conséquence, un atome de silicium collabore avec ses atomes voisins pour partager des électrons de la manière suivante:

Lorsqu'un groupe d'atomes de silicium partage leurs électrons externes, il en résulte la formation d'un arrangement appelé cristal.

Le dessin ci-dessous montre un cristal de silicium n'ayant que leurs électrons externes. Dans sa forme pure, le silicium ne constitue pas un objectif utile.

Pour cette raison, les fabricants améliorent ces articles à base de silicium avec du phosphore, du bore et des ingrédients supplémentaires. Ce processus est appelé «dopage» du silicium. Une fois le dopage mis en œuvre, le silicium est enrichi de propriétés électriques utiles.

Silicium dopé P et N : Des éléments comme le bore, le phosphore, peuvent être efficacement utilisés pour se combiner avec des atomes de silicium pour fabriquer des cristaux. Voici l'astuce: un atome de bore comprend seulement 3 électrons dans sa coquille externe, tandis qu'un atome de phosphore comprend 5 électrons.

Lorsque le silicium est combiné ou dopé avec certains électrons de phosphore, il se transforme en silicium de type n (n = négatif). Lorsque le silicium est fusionné avec des atomes de bore dépourvus d'électron, le silicium se transforme en silicium de type p (p = positif).

Silicium de type P. Lorsque l'atome de bore est dopé avec un amas d'atomes de silicium, il donne lieu à une cavité électronique vide appelée «trou».

Ce trou permet à un électron d'un atome voisin de «tomber» dans la fente (trou). Cela signifie qu'un «trou» a changé sa position vers un nouvel emplacement. Gardez à l'esprit que les trous peuvent facilement flotter sur le silicium (de la même manière que les bulles se déplacent sur l'eau).

Silicium de type N. Lorsqu'un atome de phosphore est combiné ou dopé avec un amas d'atomes de silicium, le système donne un électron supplémentaire qui est autorisé à transférer à travers le cristal de silicium avec un confort relatif.

D'après l'explication ci-dessus, nous comprenons qu'un silicium de type n facilitera le passage des électrons en faisant sauter les électrons d'un atome à l'autre.

D'autre part, un silicium de type p permettra également le passage d'électrons mais en sens inverse. Parce que dans un type p, ce sont les trous ou les coquilles d'électrons vacants qui provoquent le déplacement des électrons.

C'est comme comparer une personne qui court sur le terrain et une personne qui court sur un tapis roulant . Lorsqu'une personne court sur le sol, le sol reste stationnaire et la personne avance, tandis que sur un tapis roulant, la personne reste stationnaire, le sol recule. Dans les deux situations, la personne traverse un mouvement relatif vers l'avant.

Comprendre les diodes

Les diodes peuvent être comparées à des vannes et jouent ainsi un rôle crucial dans les projets électroniques de contrôle du sens de circulation de l'électricité dans une configuration de circuit.

Nous savons que le silicium de type n et p a la capacité de conduire l'électricité. La résistance des deux variantes dépend du pourcentage de trous ou des électrons supplémentaires qu'il possède. En conséquence, les deux types peuvent également être capables de se comporter comme des résistances, en limitant le courant et en lui permettant de ne circuler que dans une direction spécifique.

En créant de nombreux silicium de type p à l'intérieur d'une base de silicium de type n, les électrons peuvent être limités pour se déplacer à travers le silicium dans une seule direction. C'est la condition de travail exacte qui peut être observée dans les diodes, créées avec un dopage au silicium à jonction p-n.

Comment fonctionne la diode

L'illustration suivante nous aide à obtenir une clarification facile sur la façon dont une diode répond à l'électricité dans une seule direction (avant) et assure le blocage de l'électricité dans la direction opposée (inverse).

Sur la première figure, la différence de potentiel de la batterie provoque la repousse des trous et des électrons vers la jonction p-n. Dans le cas où le niveau de tension dépasse 0,6 V (pour une diode au silicium), les électrons sont stimulés pour sauter à travers la jonction et fusionner avec les trous, ce qui permet le transfert d'une charge de courant.

Sur la deuxième figure, la différence de potentiel de la batterie fait que les trous et les électrons sont éloignés de la jonction. Cette situation empêche le flux de charge ou de courant de bloquer son chemin. Les diodes sont généralement encapsulées dans un minuscule boîtier en verre cylindrique.

Une bande circulaire foncée ou blanchâtre marquée autour d'une extrémité du corps de diode identifie sa borne de cathode. L'autre borne devient naturellement la borne d'anode. L'image ci-dessus montre à la fois l'enrobage physique de la diode et son symbole schématique.

Nous avons maintenant compris qu'une diode peut être comparée à un interrupteur unidirectionnel électronique. Vous devez encore saisir pleinement quelques autres facteurs de fonctionnement de la diode.

Voici quelques points cruciaux:

1. Une diode peut ne pas conduire l'électricité tant que la tension directe appliquée n'a pas atteint un niveau de seuil particulier.

Pour les diodes au silicium, il est d'environ 0,7 volt.

2. Lorsque le courant direct devient trop élevé ou supérieur à la valeur spécifiée, la diode semi-conductrice peut éclater ou brûler! Et les contacts terminaux internes pourraient se désintégrer.

Si l'unité brûle, la diode peut soudainement montrer une conduction dans les deux directions des bornes. La chaleur générée par ce dysfonctionnement peut éventuellement vaporiser l'unité!

3. Une tension inverse excessive peut amener une diode à conduire dans la direction opposée. Parce que cette tension est assez élevée, la surtension inattendue peut fissurer la diode.

Types et utilisations de diodes

Les diodes sont disponibles sous de nombreuses formes et spécifications. Voici quelques-unes des formes importantes couramment utilisées dans les circuits électriques:

Petite diode de signal: Ces types de diodes peuvent être utilisés pour la conversion AC à DC à faible courant, pour détection ou démodulation des signaux RF , en tension application de multiplicateur , opérations logiques, pour neutraliser les pointes de haute tension, etc. pour la réalisation de redresseurs de puissance.

Redresseurs de puissance Les diodes : ont des attributs et des caractéristiques similaires comme une petite diode de signal, mais ceux-ci sont évalués à gérer des intensités importantes de courant . Ceux-ci sont montés sur de grandes enceintes métalliques qui aident à absorber et à dissiper la chaleur indésirable et à la répartir sur une plaque de dissipateur thermique fixée.

Les redresseurs de puissance sont principalement visibles dans les blocs d'alimentation. Les varuants courants sont 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 etc.

Diode Zener : Il s'agit d'un type spécial de diode caractérisé par une tension de claquage inverse spécifique. Cela signifie que les diodes Zener peuvent fonctionner comme un interrupteur limiteur de tension. Les diodes Zener sont évaluées avec des tensions de claquage absolues (Vz) pouvant aller de 2 à 200 volts.

Diode électroluminescente ou LED : Toutes les formes de diodes ont la propriété d'émettre un peu de rayonnement électromagnétique lorsqu'elles sont appliquées à une tension de bais aller.

Cependant, les diodes créées à l'aide de matériaux semi-conducteurs comme le phosphure d'arséniure de gallium ont la capacité d'émettre beaucoup plus de rayonnement que les diodes de silicium ordinaires. Celles-ci sont appelées diodes électroluminescentes ou LED.

Photodiode : Tout comme les diodes émettent un certain rayonnement, elles présentent également un certain niveau de conduction lorsqu'elles sont éclairées par une source lumineuse externe.
Cependant, les diodes spécialement conçues pour détecter et répondre à la lumière ou à l'éclairage sont appelées photodiodes.

Ils incorporent une fenêtre en verre ou en plastique qui permet à la lumière de pénétrer dans la zone sensible à la lumière de la diode.

En règle générale, ceux-ci ont une grande zone de jonction pour l'exposition requise à la lumière.

Le silicium facilite la fabrication de photodiodes efficaces.

Différents types de diodes sont largement utilisés dans de nombreuses applications. Pour le moment, discutons de quelques fonctions importantes pour les petits signaux diodes et redresseurs :

Le premier est un circuit redresseur à onde unique à travers lequel un courant alternatif avec une alimentation à double polarité variable est redressé en un signal ou tension à une seule polarité (cc).

La deuxième configuration est le circuit redresseur pleine onde qui comprend une configuration à quatre diodes et est également appelé pont redresseur . Ce réseau a la capacité de redresser les deux moitiés d'un signal d'entrée CA.

Observez la distinction en résultat final des deux circuits. Dans le circuit demi-onde, un seul cycle de l'entrée CA produit une sortie, tandis qu'en pont complet, les deux demi-cycles sont transformés en une seule polarité CC.

Le transistor

Un projet électronique peut être pratiquement impossible à réaliser sans un transistor, qui constitue en fait la pierre angulaire de l'électronique.

Les transistors sont des dispositifs à semi-conducteurs ayant trois bornes ou conducteurs. Une quantité exceptionnellement minime de courant ou de tension sur l'un des fils permet le contrôle d'une quantité beaucoup plus grande de passage de courant à travers les deux autres fils.

Cela implique que les transistors sont les mieux adaptés pour fonctionner comme amplificateurs et régulateurs de commutation. Vous trouverez deux groupes principaux de transistors: bipolaire (BJT) et à effet de champ (FET).

Dans cette discussion, nous allons nous concentrer uniquement sur les transistors bipolaires BJT. En termes simples, en ajoutant une jonction complémentaire à une diode de jonction p-n, il devient possible de créer un «sandwich» de silicium à 3 compartiments. Cette formation de type sandwich peut être n-p-n ou p-n-p.

Dans les deux cas, la région de la section médiane fonctionne comme un robinet ou un système de contrôle qui régule la quantité d'électrons ou le déplacement de charge à travers les 3 couches. Les 3 sections d'un transistor bipolaire sont l'émetteur, la base et le collecteur. La région de base peut être assez mince et elle a beaucoup moins d'atomes dopants que l'émetteur et le collecteur.

En conséquence, un courant de base d'émetteur très réduit se traduit par un courant émetteur-collecteur beaucoup plus important à déplacer. Les diodes et les transistors sont similaires avec de nombreuses propriétés cruciales:

La jonction base-émetteur qui ressemble à une jonction de diode ne permettra pas le transfert d'électrons à moins que la tension directe ne dépasse 0,7 volt. Une quantité excessive de courant provoque un échauffement du transistor et fonctionne efficacement.

Dans le cas où la température d'un transistor augmente considérablement, il peut être nécessaire de mettre le circuit hors tension! Finalement, une quantité excessive de courant ou de tension peut provoquer un endommagement permanent du matériau semi-conducteur qui constitue le transistor.

Différents types de transistors peuvent être trouvés aujourd'hui. Les exemples courants sont:

Petit signal et commutation : Ces transistors sont utilisés pour amplifier des signaux d'entrée de bas niveau à des niveaux relativement plus grands. Les transistors de commutation sont créés pour s'activer complètement ou s'éteindre complètement. Plusieurs transistors peuvent également être utilisés pour l'amplification et la commutation.

Transistor de puissance : Ces transistors sont utilisés dans les amplificateurs et alimentations haute puissance. Ces transistors sont généralement de grande taille et avec un boîtier métallique étendu pour faciliter une plus grande dissipation thermique et un refroidissement, ainsi que pour une installation facile des dissipateurs thermiques.

Haute fréquence : Ces transistors sont principalement des gadgets RF tels que des radios, des téléviseurs et des micro-ondes. Ces transistors sont construits avec une région de base plus mince et ont des dimensions de corps réduites. Les symboles schématiques des transistors npn et pnp peuvent être observés ci-dessous:

N'oubliez pas que le signe de la flèche qui indique la broche émettrice pointe toujours vers le sens d'écoulement des trous. Lorsque le signe de la flèche indique une direction opposée à la base, le BJT a un émetteur constitué d'un matériau de type n.

Ce signe identifie spécifiquement le transistor comme un dispositif n-p-n avec une base ayant un matériau de type p. D'autre part, lorsque la flèche pointe vers la base, cela indique que la base est composée d'un matériau de type n, et indique que l'émetteur et le collecteur sont tous deux constitués d'un matériau de type p et que, par conséquent, l'appareil est un pnp BJT.

Comment Utilisez des transistors bipolaires

Lorsqu'un potentiel de masse ou 0 V est appliqué à la base d'un transistor npn, il inhibe la circulation du courant à travers les bornes de l'émetteur-collecteur et le transistor est rendu 'bloqué'.

Dans le cas où la base est polarisée en direct en appliquant une différence de potentiel d'au moins 0,6 volt entre les broches de l'émetteur de base du BJT, elle initie instantanément le flux de courant de l'émetteur aux bornes du collecteur et le transistor est dit commuté '' sur.'

Alors que les BJT ne sont alimentés que par ces deux méthodes, le transistor fonctionne comme un interrupteur ON / OFF. Dans le cas où la base est polarisée en direct, l'amplitude du courant émetteur-collecteur devient dépendante des variations relativement plus petites du courant de base.

Le le transistor dans de tels cas fonctionne comme un amplificateur . Ce sujet particulier concerne un transistor dans lequel l'émetteur est supposé être la borne de masse commune pour l'entrée et le signal de sortie à la fois, et est appelé circuit émetteur commun . Quelques circuits émetteurs communs de base peuvent être visualisés à travers les schémas suivants.

Transistor comme interrupteur

Cette configuration de circuit n'acceptera que deux types de signal d'entrée, soit un signal de 0 V ou de masse, soit une tension positive + V supérieure à 0,7 V. Par conséquent, dans ce mode, le transistor peut être activé ou désactivé. La résistance à la base pourrait être n'importe quoi entre 1K et 10K ohms.

Amplificateur CC à transistor

Dans ce circuit, le Resistance variable crée une polarisation directe vers le transistor et régule l'amplitude du courant base / émetteur. Le mètre montre la quantité de courant livré à travers les fils émetteur du collecteur.

La résistance de la série de compteurs garantit la sécurité du compteur contre un courant excessif et évite d'endommager la bobine du compteur.

Dans un circuit d'application réel, le potentiomètre peut être ajouté avec un capteur résistif, dont la résistance varie en réponse à un facteur externe tel que la lumière, la température, l'humidité, etc.

Cependant, dans les situations où les signaux d'entrée varient rapidement, un circuit amplificateur CA devient applicable comme expliqué ci-dessous:

Amplificateur CA à transistor

Le schéma de circuit montre un circuit amplificateur AC transistorisé très basique. Le condensateur positionné à l'entrée empêche toute forme de courant continu d'entrer dans la base. La résistance appliquée pour la polarisation de base est calculée pour établir une tension égale à la moitié du niveau d'alimentation.

Le signal qui est amplifié «glisse» le long de cette tension constante et change son amplitude au-dessus et en dessous de ce niveau de tension de réfraction.

Si la résistance de polarisation n'était pas utilisée, seule la moitié de l'alimentation au-dessus du niveau de 0,7 V serait amplifiée, provoquant de grandes quantités de distorsions désagréables.

Concernant la direction du courant

Nous savons que lorsque des électrons traversent un conducteur, cela génère un flux de courant à travers le conducteur.

Puisque, techniquement, le mouvement des électrons est en fait d'une région chargée négativement à une région chargée positivement, alors pourquoi la flèche dans un symbole de diode semble indiquer un flux d'électrons opposé.

Cela peut être expliqué par quelques points.

1) Selon la théorie initiale de Benjamin Franklin, il a été supposé que le flux d'électricité va du positif à la région chargée négativement. Cependant, une fois que les électrons ont été découverts, cela a révélé la vérité réelle.

Pourtant, la perception a continué à rester la même, et les schémas ont continué à suivre l'imagination conventionnelle dans laquelle le flux de courant est montré du positif au négatif, car penser le contraire nous rend difficile de simuler les résultats.

2) Dans le cas des semi-conducteurs, ce sont en fait les trous qui se déplacent à l'opposé des électrons. Cela donne l'impression que les électrons passent du positif au négatif.

Pour être précis, il faut noter que le flux de courant est en fait le flux de charge créé par la présence ou l'absence de l'électron, mais en ce qui concerne le symbole électronique, nous trouvons simplement l'approche conventionnelle plus facile à suivre,

Le thyristor

Tout comme les transistors, les thyristors sont également des dispositifs à semi-conducteurs qui ont trois bornes et jouent un rôle important dans de nombreux projets électroniques.

Tout comme un transistor s'allume avec un faible courant sur l'un des fils, les thyristors fonctionnent également de la même manière et permettent à un courant beaucoup plus important de passer via les deux autres fils complémentaires.

La seule différence est que les thyristors n'ont pas la capacité d'amplifier les signaux alternatifs oscillants. Ils répondent au signal d'entrée de commande en les activant ou en les désactivant complètement. C'est la raison pour laquelle les thyristors sont également appelés «interrupteurs à semi-conducteurs».

Redresseurs contrôlés au silicium (SCR)

Les SCR sont des dispositifs qui représentent deux formes de base de thyristors. Leur structure ressemble à celle d'un transistors bipolaire mais les SCR ont une quatrième couche, donc trois jonctions, comme illustré sur la figure suivante.

La disposition interne du SCR et le symbole schématique peuvent être visualisés dans l'image suivante.

Normalement, les brochages SCR sont indiqués avec des lettres simples comme: A pour l'anode, K (ou C) pour la cathode et G pour la porte.

Lorsque la broche d'anode A d'un SCR est appliquée avec un potentiel positif supérieur à la broche de cathode (K), les deux jonctions les plus externes deviennent polarisées en direct, bien que la jonction centrale p-n reste polarisée en inverse, inhibant tout flux de courant à travers elles.

Cependant, dès que la broche de grille G est appliquée avec une tension positive minimale, elle permet à une puissance beaucoup plus grande de passer à travers les broches d'anode / cathode.

À ce stade, le SCR est verrouillé et le reste allumé même après que la polarisation de porte est supprimée. Cela peut continuer indéfiniment jusqu'à ce que l'anode ou la cathode soit momentanément déconnectée de la ligne d'alimentation.

Le projet suivant ci-dessous montre un SCR configuré comme un interrupteur pour contrôler une lampe à incandescence.

L'interrupteur du côté gauche est un interrupteur push-to-OFF, ce qui signifie qu'il s'ouvre lorsqu'il est enfoncé, tandis que l'interrupteur du côté droit est un interrupteur push-to-ON qui conduit lorsqu'il est enfoncé. Lorsque ce commutateur est enfoncé momentanément ou juste ou une seconde, il allume la lampe.

Le SCR se verrouille et la lampe s'allume en permanence. Pour éteindre la lampe à son état initial, le commutateur du côté gauche est enfoncé momentanément.

Les SCR sont fabriqués avec différentes puissances et capacités de traitement, allant de 1 ampère, 100 volts à 10 ampères ou plus et plusieurs centaines de volts.

Triacs

Les triacs sont spécifiquement utilisés dans les circuits électroniques qui nécessitent une commutation de charge CA haute tension.

La structure interne d'un triac ressemble en fait à deux SCR joints en parallèle inverse. Cela signifie qu'un triac a la capacité de conduire l'électricité dans les deux sens pour les alimentations CC et CA.

Pour mettre en œuvre cette fonctionnalité, le triac est construit en utilisant cinq couches semi-conductrices avec une région supplémentaire de type n. Les broches du triac sont connectées de telle sorte que chaque broche entre en contact avec une paire de ces régions semi-conductrices.

Bien que le mode de fonctionnement d'une borne de porte triac soit similaire à un SCR, la porte n'est pas spécifiquement référencée aux bornes d'anode ou de cathode, c'est parce que le triac peut conduire dans les deux sens de sorte que la porte peut être activée avec l'une des bornes en fonction de si un signal positif est utilisé ou un signal négatif pour le déclenchement de la porte.

Pour cette raison, les deux principaux terminaux porteurs du triac sont désignés par MT1 et MT2 au lieu de A ou K. Les lettres MT se réfèrent à la «borne principale». comme indiqué dans le schéma de circuit suivant.

Lorsqu'un triac est appliqué pour commuter un courant alternatif, le traic ne conduit que tant que la porte reste connectée à une petite entrée d'alimentation. Une fois que le signal de porte est supprimé, il maintient toujours le triac allumé mais seulement jusqu'à ce que le cycle de forme d'onde CA atteigne la ligne de passage à zéro.

Une fois que l'alimentation CA atteint la ligne zéro, le triac s'éteint lui-même et la charge connectée en permanence, jusqu'à ce que le signal de porte soit à nouveau appliqué.

Les triacs peuvent être utilisés pour contrôler la plupart des appareils électroménagers avec les moteurs et les pompes.

Bien que les triacs soient également classés en fonction de leur capacité de traitement actuelle ou de leur cote comme les SCR, les SCR sont généralement disponibles avec des courants nominaux beaucoup plus élevés qu'un triac.

Semi-conducteur Appareils électroluminescents

Lorsqu'ils sont exposés à des niveaux élevés par la lumière, la chaleur, les électrons et des énergies similaires, la plupart des semi-conducteurs montrent la tendance à émettre de la lumière à la longueur d'onde visible humaine ou à la longueur d'onde IR.

Les semi-conducteurs qui conviennent idéalement pour cela sont ceux qui appartiennent à la famille des diodes à jonction p-n.

Les diodes électroluminescentes (LED) le font en convertissant le courant électrique directement en lumière visible. Les LED sont extrêmement efficaces avec leur convresion courant-lumière que toute autre forme de source lumineuse.

Des LED blanches très lumineuses sont utilisées pour éclairage domestique fins, tandis que les LED colorées sont utilisées dans des applications décoratives.

L'intensité de la LED peut être contrôlée soit en diminuant linéairement le DC d'entrée ou par modulation de largeur d'impulsion entrée également appelée PWM.

Détecteurs de lumière à semi-conducteurs

Lorsqu'une forme d'énergie quelconque entre en contact avec un cristal semi-conducteur, elle conduit à la génération d'un courant dans le cristal. C'est le principe de base du fonctionnement de tous les capteurs de lumière à semi-conducteurs.

Les détecteurs de lumière à semi-conducteurs peuvent être classés en types principaux:

Ceux qui sont construits en utilisant des semi-conducteurs à jonction pn et les autres qui ne le sont pas.

Dans cette explication, nous ne traiterons que les variantes p-n. Les détecteurs de lumière à jonction P-n sont le membre le plus largement utilisé de la famille des semi-conducteurs photoniques.

La plupart sont en silicium et peuvent détecter à la fois la lumière visible et le proche infrarouge.

Photodiodes:

Photodiodes sont spécialement conçus pour les projets électroniques conçus pour détecter la lumière. Vous pouvez les trouver dans toutes sortes de gadgets tels que les appareils photo, alarmes antivol , Habitent communications, etc.

En mode détecteur de lumière, une photodiode fonctionne en générant un trou ou un partage d'électrons au niveau d'une jonction pn. Cela provoque le déplacement du courant dès que les bornes p et n côté jonction sont connectées à une alimentation externe.

Lorsqu'elle est utilisée en mode photovoltaïque, la photodiode agit comme une source de courant en présence d'une lumière incidente. Dans cette application, le dispositif commence à fonctionner en mode de polarisation inverse en réponse à un éclairage lumineux.

En l'absence de lumière, une quantité infime de courant circule toujours, appelée «courant d'obscurité».

Une photodiode est généralement fabriquée dans de nombreuses conceptions d'emballage différentes. Ils sont principalement disponibles dans un corps en plastique, une lentille préinstallée et une filtration, etc.

La différenciation clé est la dimension du semi-conducteur qui est utilisé pour le dispositif. Les photodiodes destinées à des temps de réponse rapides dans le fonctionnement photoconducteur à polarisation inverse sont construites à l'aide d'un semi-conducteur de petite surface.

Les photodiodes avec une plus grande surface ont tendance à répondre un peu lentement, mais peuvent avoir la capacité de fournir un degré plus élevé de sensibilité à l'éclairage lumineux.

La photodiode et la LED partagent un symbole schématique identique, sauf que le sens des flèches qui sont vers l'intérieur pour la photodiode. Les photodiodes sont généralement habituées à reconnaître des impulsions à variation rapide même à une longueur d'onde proche infrarouge, comme dans les communications par ondes lumineuses.

Le circuit ci-dessous illustre la manière dont la photodiode pourrait éventuellement être appliquée dans une installation de photomètre. Les résultats de sortie de ce circuit sont assez linéaires.

Phototransistors

Les phototransistors sont appliqués dans les projets électroniques qui nécessitent un degré de sensibilité plus élevé. Ces dispositifs sont exclusivement créés pour exploiter la sensibilité à la lumière dans tous les transistors. En général, un phototransistor peut être trouvé dans un dispositif npn ayant une large section de base qui peut être exposée à la lumière.

La lumière pénétrant dans la base remplace le courant base-émetteur naturel qui existe dans les transistors npn normaux.

Grâce à cette caractéristique, un phototransistor est capable d'amplifier instantanément les variations de lumière. Il existe généralement deux types de phototransistors npn qui peuvent être obtenus. L'un est avec une structure npn standard, la variante alternative est livrée avec un transistor npn supplémentaire pour offrir une amplification supplémentaire, et est connue sous le nom de transistor «photodarlington».

Ceux-ci sont extrêmement sensibles, bien qu'un peu lents par rapport aux phototransistor npn ordinaires. Les symboles schématiques généralement employés pour les phototransistors sont les suivants:

Les phototransistors sont assez souvent utilisés pour détecter des impulsions lumineuses alternées (ac). Ils sont en outre utilisés pour identifier la lumière continue (cc), comme le circuit suivant où un photodarlington est appliqué pour activer un relais.

Ce didacticiel sera régulièrement mis à jour avec les nouvelles spécifications des composants, alors restez à l'écoute.