Cơ bản về Transistor - Hướng dẫn sử dụng Transistor công suất BD139 & BD140: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Này, có chuyện gì vậy, các bạn! Akarsh đây từ CETech.

Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu một số kiến thức về nguồn điện có kích thước nhỏ nhưng lớn hơn nhiều trong các mạch bóng bán dẫn làm việc.

Về cơ bản, chúng ta sẽ thảo luận một số vấn đề cơ bản liên quan đến bóng bán dẫn và sau đó, chúng ta sẽ xem xét một số kiến thức hữu ích về một loại bóng bán dẫn cụ thể được gọi là bóng bán dẫn công suất BD139 và BD140.

Và cuối cùng, chúng ta cũng sẽ thảo luận về một số thông số kỹ thuật. Tôi hy vọng bạn đang vui mừng. Vậy hãy bắt đầu.

Bước 1: Nhận PCB cho các dự án của bạn được sản xuất

Bạn phải kiểm tra PCBWAY để đặt mua PCB trực tuyến với giá rẻ!

Bạn nhận được 10 PCB chất lượng tốt được sản xuất và vận chuyển đến tận nhà với giá rẻ. Bạn cũng sẽ được giảm giá vận chuyển cho đơn hàng đầu tiên của mình. Tải các tệp Gerber của bạn lên PCBWAY để chúng được sản xuất với chất lượng tốt và thời gian quay vòng nhanh chóng. Kiểm tra chức năng xem Gerber trực tuyến của họ. Với điểm thưởng, bạn có thể nhận được những thứ miễn phí từ cửa hàng quà tặng của họ.

Bước 2: Transistor là gì

Bóng bán dẫn là khối cấu tạo cơ bản của tất cả các mạch điện tử được sử dụng ngày nay. Mỗi và mọi thiết bị hiện diện xung quanh chúng ta đều chứa các bóng bán dẫn trong đó. Chúng ta có thể nói rằng điện tử Analog không hoàn chỉnh nếu không có bóng bán dẫn.

Nó là một thiết bị bán dẫn ba đầu cuối được sử dụng để khuếch đại hoặc chuyển đổi tín hiệu điện tử và năng lượng điện. Nó được làm bằng vật liệu bán dẫn thường có ít nhất ba đầu cuối để kết nối với mạch bên ngoài. Một điện áp hoặc dòng điện áp dụng cho một cặp cực của bóng bán dẫn sẽ điều khiển dòng điện qua một cặp cực khác. Bởi vì công suất điều khiển (đầu ra) có thể cao hơn công suất điều khiển (đầu vào), bóng bán dẫn có thể khuếch đại tín hiệu. Ngày nay, một số bóng bán dẫn được đóng gói riêng lẻ, nhưng nhiều bóng bán dẫn khác được tìm thấy trong các mạch tích hợp.

Hầu hết các bóng bán dẫn được làm từ silicon rất tinh khiết, và một số từ gecmani, nhưng một số vật liệu bán dẫn khác đôi khi được sử dụng. Một bóng bán dẫn có thể chỉ có một loại hạt tải điện trong bóng bán dẫn hiệu ứng trường, hoặc có thể có hai loại hạt tải điện trong các thiết bị bóng bán dẫn mối nối lưỡng cực.

Bóng bán dẫn bao gồm ba phần 'một đế, một bộ thu và một bộ phát. Cơ sở là thiết bị điều khiển cổng để cung cấp điện lớn hơn. Bộ thu gom các hạt mang điện, và bộ phát là đầu ra cho các hạt mang điện đó.

Bước 3: Phân loại bóng bán dẫn

Bóng bán dẫn có hai loại: -

1) Bóng bán dẫn mối nối lưỡng cực: Bóng bán dẫn mối nối lưỡng cực (BJT) là một loại bóng bán dẫn sử dụng cả electron và lỗ trống làm hạt tải điện. Một bóng bán dẫn lưỡng cực cho phép một dòng điện nhỏ được đưa vào một trong các thiết bị đầu cuối của nó để điều khiển một dòng điện lớn hơn nhiều chạy giữa hai thiết bị đầu cuối khác, làm cho thiết bị có khả năng khuếch đại hoặc chuyển mạch. BJT có hai loại được gọi là bóng bán dẫn NPN và PNP. Trong bóng bán dẫn NPN, các điện tử là hạt tải điện đa số. Nó bao gồm hai lớp loại n được ngăn cách bởi một lớp loại p. Mặt khác, các bóng bán dẫn PNP sử dụng Lỗ làm vật mang điện tích đa số của chúng và Nó bao gồm hai lớp loại p được ngăn cách bởi một lớp loại n.

2) Bóng bán dẫn hiệu ứng trường: Bóng bán dẫn hiệu ứng trường, là bóng bán dẫn đơn cực và chỉ sử dụng một loại vật mang điện tích. Các bóng bán dẫn FET có ba thiết bị đầu cuối là cổng (G), Drain (D) và Nguồn (S). Các bóng bán dẫn FET được phân loại thành bóng bán dẫn Hiệu ứng Trường Nối (JFET) và bóng bán dẫn Cổng cách điện FET (IG-FET) hoặc MOSFET. Đối với các kết nối trong mạch, chúng tôi cũng xem xét thiết bị đầu cuối thứ tư được gọi là cơ sở hoặc chất nền. Các bóng bán dẫn FET có quyền kiểm soát kích thước và hình dạng của một kênh giữa nguồn và cống được tạo ra bởi điện áp đặt vào. Các bóng bán dẫn FET có độ lợi dòng cao hơn bóng bán dẫn BJT.

Bước 4: Cặp bóng bán dẫn nguồn BD139 / 140

Các bóng bán dẫn có sẵn trong nhiều loại gói khác nhau như dòng 2N hoặc dòng MMBT gắn trên bề mặt, chúng đều có những ưu điểm và ứng dụng cụ thể. Trong số này, có một loại Transistor series khác là dòng BD là một loạt transistor công suất. Các bóng bán dẫn của dòng này thường được thiết kế để tạo thêm công suất và do đó chúng lớn hơn một chút so với các bóng bán dẫn khác.

Bóng bán dẫn BD 139 là bóng bán dẫn NPN và bóng bán dẫn BD140 là bóng bán dẫn PNP. Tương tự như các bóng bán dẫn khác, chúng cũng có 3 chân và cấu hình chân của chúng được hiển thị trong hình trên.

Ưu điểm của bóng bán dẫn điện: -

1) BẬT và TẮT bóng bán dẫn điện rất dễ dàng.

2) Bóng bán dẫn công suất có thể mang dòng điện lớn ở trạng thái BẬT và chặn điện áp rất cao ở trạng thái TẮT.

3) Bóng bán dẫn công suất có thể hoạt động ở tần số chuyển mạch trong khoảng từ 10 đến 15 kHz.

4) Điện áp trạng thái ON giảm trên bóng bán dẫn công suất thấp. Nó có thể được sử dụng để điều khiển công suất cung cấp cho tải, trong biến tần và dao cắt.

Nhược điểm của bóng bán dẫn điện: -

1) Bóng bán dẫn công suất không thể hoạt động thỏa mãn trên tần số chuyển đổi 15 kHz.

2) Nó có thể bị hỏng do sự thoát nhiệt hoặc sự cố thứ hai.

3) Nó có khả năng chặn ngược là rất thấp.

Bước 5: Thông số kỹ thuật của BD139 / 140

Thông số kỹ thuật của bóng bán dẫn BD139 là:

1) Loại bóng bán dẫn: NPN

2) Dòng thu tối đa (IC): 1.5A

3) Điện áp cực thu-phát tối đa (VCE): 80V

4) Điện áp gốc của bộ thu tối đa (VCB): 80V

5) Điện áp cơ sở phát tối đa (VEBO): 5V

6) Tản nhiệt bộ thu tối đa (Pc): 12,5 Watt

7) Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 190 MHz

8) Độ lợi dòng điện DC tối thiểu & tối đa (hFE): 25 - 250

9) Nhiệt độ lưu trữ & hoạt động tối đa phải là: -55 đến +150 độ C.

Thông số kỹ thuật của bóng bán dẫn BD140 là:

1) Loại bóng bán dẫn: PNP

2) Dòng thu tối đa (IC): -1,5A

3) Điện áp cực thu-phát tối đa (VCE): –80V

4) Điện áp gốc của bộ thu tối đa (VCB): –80V

5) Điện áp cơ sở phát tối đa (VEBO): –5V

6) Tản nhiệt bộ thu tối đa (Pc): 12,5 Watt

7) Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 190 MHz

8) Độ lợi dòng điện DC tối thiểu & tối đa (hFE): 25 - 250

9) Nhiệt độ lưu trữ & hoạt động tối đa phải là: -55 đến +150 độ C.

Nếu bạn muốn có thêm một số kiến thức về bóng bán dẫn BD139 / 140, bạn có thể tham khảo biểu dữ liệu của họ từ đây.

Bước 6: Ứng dụng của bóng bán dẫn

Bóng bán dẫn được sử dụng cho rất nhiều hoạt động nhưng hai hoạt động mà bóng bán dẫn được sử dụng thường xuyên nhất là Chuyển mạch và Khuếch đại:

1) Bóng bán dẫn như một bộ khuếch đại:

Một bóng bán dẫn hoạt động như một bộ khuếch đại bằng cách nâng cao cường độ của một tín hiệu yếu. Điện áp phân cực DC được áp dụng cho điểm giao nhau của bộ phát-đế, làm cho nó vẫn ở trong điều kiện phân cực thuận. Phân cực thuận này được duy trì bất kể phân cực của tín hiệu. Điện trở thấp trong mạch đầu vào cho phép bất kỳ thay đổi nhỏ nào trong tín hiệu đầu vào dẫn đến sự thay đổi đáng kể trong đầu ra. Dòng điện phát gây ra bởi tín hiệu đầu vào góp phần tạo ra dòng thu, sau đó chảy qua điện trở tải RL, dẫn đến sụt áp lớn trên nó. Do đó điện áp đầu vào nhỏ dẫn đến điện áp đầu ra lớn, điều này cho thấy bóng bán dẫn hoạt động như một bộ khuếch đại.

2) Bóng bán dẫn như một công tắc:

Công tắc bóng bán dẫn có thể được sử dụng để chuyển đổi và điều khiển đèn, rơ le, hoặc thậm chí động cơ. Khi sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực làm công tắc, chúng phải ở trạng thái "TẮT hoàn toàn" hoặc "BẬT hoàn toàn". Các bóng bán dẫn được "BẬT" hoàn toàn được cho là nằm trong vùng bão hòa của chúng. Các bóng bán dẫn hoàn toàn "TẮT" được cho là nằm trong vùng Cắt của chúng. Khi sử dụng bóng bán dẫn làm công tắc, dòng cơ sở nhỏ sẽ điều khiển dòng tải Collector lớn hơn nhiều. Khi sử dụng bóng bán dẫn để chuyển đổi tải cảm ứng như rơle và điện trở, một “Điốt bánh đà” được sử dụng. Khi cần điều khiển dòng điện hoặc điện áp lớn, có thể sử dụng Bóng bán dẫn Darlington.

Bước 7: Mạch cầu H BD139 và BD140

Vì vậy, bây giờ sau rất nhiều phần lý thuyết, chúng ta sẽ thảo luận về ứng dụng của gói bóng bán dẫn BD139 và BD140. Ứng dụng này là H-Bridge Circuit được sử dụng trong các mạch điều khiển động cơ. Khi chúng ta cần chạy động cơ DC, đòi hỏi một lượng công suất lớn được cung cấp cho các động cơ mà chỉ riêng vi điều khiển không thể đáp ứng được, vì vậy chúng ta cần gắn một mạch bóng bán dẫn giữa bộ điều khiển và động cơ hoạt động như một bộ khuếch đại và giúp động cơ vận hành trơn tru. Sơ đồ mạch cho ứng dụng này được hiển thị trong hình trên. Với mạch cầu H này, đủ năng lượng được cung cấp để chạy hai động cơ DC một cách trơn tru và với điều này, chúng ta cũng có thể điều khiển hướng quay của các động cơ. Một điều chúng ta cần lưu ý khi sử dụng BD139 / 140 hoặc bất kỳ bóng bán dẫn điện nào khác là bóng bán dẫn điện tạo ra một lượng lớn điện năng cũng được tạo ra dưới dạng nhiệt, vì vậy để ngăn chặn sự cố quá nhiệt, chúng ta cần thêm một bộ tản nhiệt đến các bóng bán dẫn này mà một lỗ đã được cung cấp trên bóng bán dẫn.

Mặc dù sự lựa chọn tốt nhất cho bóng bán dẫn công suất là BD139 và BD140 nếu chúng không có sẵn thì bạn cũng có thể sử dụng BD135 và BD136 tương ứng là bóng bán dẫn NPN và PNP nhưng ưu tiên phải được ưu tiên cho cặp BD139 / 140. Vì vậy, đó là nó cho hướng dẫn hy vọng nó hữu ích cho bạn.