ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ - BD139 & BD140 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์สอน: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เฮ้ ว่าไงพวก! Akarsh ที่นี่จาก CETech

วันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับโรงไฟฟ้าขนาดเล็กแต่ยิ่งใหญ่กว่ามากในวงจรทรานซิสเตอร์ที่ทำงาน

โดยพื้นฐานแล้ว เราจะพูดถึงพื้นฐานบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับทรานซิสเตอร์ และหลังจากนั้น เราจะดูความรู้ที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ประเภทหนึ่งซึ่งเรียกว่าทรานซิสเตอร์พลังงาน BD139 และ BD140

และในตอนท้าย เราจะพูดถึงข้อกำหนดทางเทคนิคบางอย่างด้วย ฉันหวังว่าคุณจะตื่นเต้น มาเริ่มกันเลยดีกว่า

ขั้นตอนที่ 1: รับ PCB สำหรับโครงการของคุณที่ผลิต

คุณต้องตรวจสอบ PCBWAY เพื่อสั่งซื้อ PCB ออนไลน์ในราคาถูก!

คุณจะได้รับ PCB คุณภาพดี 10 ชิ้นที่ผลิตและจัดส่งถึงมือคุณในราคาถูก คุณยังจะได้รับส่วนลดสำหรับการจัดส่งในการสั่งซื้อครั้งแรกของคุณ อัปโหลดไฟล์ Gerber ของคุณไปยัง PCBWAY เพื่อผลิตไฟล์เหล่านั้นด้วยคุณภาพที่ดีและเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว ตรวจสอบฟังก์ชั่น Gerber viewer ออนไลน์ของพวกเขา ด้วยคะแนนสะสม คุณจะได้รับของฟรีจากร้านขายของกระจุกกระจิก

ขั้นตอนที่ 2: ทรานซิสเตอร์คืออะไร

ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่ใช้กันในปัจจุบัน อุปกรณ์ทุกชิ้นที่อยู่รอบตัวเรามีทรานซิสเตอร์อยู่ในนั้น เราสามารถพูดได้ว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแอนะล็อกไม่สมบูรณ์หากไม่มีทรานซิสเตอร์

เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สามขั้วที่ใช้ในการขยายหรือเปลี่ยนสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์และพลังงานไฟฟ้า ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์มักจะมีขั้วอย่างน้อยสามขั้วสำหรับเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก แรงดันหรือกระแสที่ใช้กับขั้วของทรานซิสเตอร์คู่หนึ่งจะควบคุมกระแสผ่านขั้วอีกคู่หนึ่ง เนื่องจากกำลังควบคุม (เอาต์พุต) สามารถสูงกว่ากำลังควบคุม (อินพุต) ทรานซิสเตอร์จึงสามารถขยายสัญญาณได้ ทุกวันนี้ ทรานซิสเตอร์บางตัวถูกบรรจุแยกกัน แต่มีอีกมากที่ฝังอยู่ในวงจรรวม

ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ทำมาจากซิลิกอนบริสุทธิ์ และบางส่วนมาจากเจอร์เมเนียม แต่บางครั้งก็ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ ทรานซิสเตอร์อาจมีตัวพาประจุเพียงชนิดเดียว ในทรานซิสเตอร์แบบ field-effect หรืออาจมีตัวพาประจุสองชนิดในอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์แบบแยกสองขั้ว

ทรานซิสเตอร์ประกอบด้วยสามส่วนคือ ฐาน ตัวสะสม และตัวปล่อย ฐานเป็นอุปกรณ์ควบคุมประตูสำหรับแหล่งจ่ายไฟขนาดใหญ่ ตัวรวบรวมรวบรวมผู้ให้บริการชาร์จและตัวปล่อยเป็นช่องทางสำหรับผู้ให้บริการเหล่านั้น

ขั้นตอนที่ 3: การจำแนกประเภทของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์มีสองประเภท:-

1) ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก: ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก (BJT) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ทั้งอิเล็กตรอนและรูเป็นพาหะประจุ ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ช่วยให้กระแสไฟขนาดเล็กถูกฉีดเข้าที่เทอร์มินอลแห่งใดแห่งหนึ่งเพื่อควบคุมกระแสที่ไหลผ่านระหว่างเทอร์มินอลอีกสองขั้วที่ใหญ่กว่ามาก ทำให้อุปกรณ์สามารถขยายหรือสลับได้ BJT มีสองประเภทที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ในทรานซิสเตอร์ NPN อิเล็กตรอนเป็นตัวพาประจุส่วนใหญ่ ประกอบด้วยชั้น n-type สองชั้นคั่นด้วยชั้น p-type ในทางกลับกัน ทรานซิสเตอร์ PNP ใช้ Holes เป็นตัวนำประจุส่วนใหญ่ และประกอบด้วยชั้น p-type สองชั้นคั่นด้วยชั้น n-type

2) Field Effect Transistors: ทรานซิสเตอร์แบบ Field-effect เป็นทรานซิสเตอร์แบบ unipolar และใช้ตัวพาประจุเพียงชนิดเดียว ทรานซิสเตอร์ FET มีสามขั้ว ได้แก่ เกท (G), เดรน (D) และต้นทาง (S) ทรานซิสเตอร์ FET แบ่งออกเป็นทรานซิสเตอร์ Junction Field Effect (JFET) และ Insulated Gate FET (IG-FET) หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET สำหรับการเชื่อมต่อในวงจร เรายังพิจารณาขั้วที่สี่ที่เรียกว่าฐานหรือพื้นผิว ทรานซิสเตอร์ FET สามารถควบคุมขนาดและรูปร่างของช่องสัญญาณระหว่างแหล่งที่มาและท่อระบายน้ำซึ่งสร้างขึ้นโดยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ทรานซิสเตอร์ FET มีเกนกระแสสูงกว่าทรานซิสเตอร์ BJT

ขั้นตอนที่ 4: BD139/140 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์คู่

ทรานซิสเตอร์มีให้เลือกหลากหลายประเภท เช่น ซีรีย์ 2N หรือซีรีย์ MMBT แบบติดตั้งบนพื้นผิว ซึ่งทั้งหมดมีข้อดีและการใช้งานเฉพาะ จากทั้งหมดนี้มีทรานซิสเตอร์อีกประเภทหนึ่งคือซีรีย์ BD ซึ่งเป็นซีรีย์ทรานซิสเตอร์กำลัง ทรานซิสเตอร์ในซีรีส์นี้ได้รับการออกแบบโดยทั่วไปเพื่อสร้างพลังงานพิเศษ ดังนั้นจึงมีขนาดใหญ่กว่าทรานซิสเตอร์อื่นๆ เล็กน้อย

ทรานซิสเตอร์ BD 139 เป็นทรานซิสเตอร์ NPN และทรานซิสเตอร์ BD140 เป็นทรานซิสเตอร์ PNP เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์อื่น ๆ พวกเขายังมี 3 พินและการกำหนดค่าพินจะแสดงในภาพด้านบน

ข้อดีของเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์:-

1) การเปิดและปิดทรานซิสเตอร์พลังงานทำได้ง่ายมาก

2) ทรานซิสเตอร์กำลังส่งกระแสขนาดใหญ่ในสถานะเปิดและบล็อกแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากในสถานะปิด

3) ทรานซิสเตอร์กำลังสามารถทำงานได้ที่ความถี่สวิตชิ่งในช่วง 10 ถึง 15 kHz

4) แรงดันไฟฟ้า ON-state ตกคร่อมทรานซิสเตอร์กำลังต่ำ สามารถใช้ควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ส่งไปยังโหลด ในอินเวอร์เตอร์และเครื่องตัด

ข้อเสียของเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์:-

1) ทรานซิสเตอร์กำลังไม่สามารถทำงานได้อย่างน่าพอใจเหนือความถี่สวิตชิ่งที่ 15 kHz

2) มันสามารถได้รับความเสียหายเนื่องจากรันอะเวย์ความร้อนหรือการสลายครั้งที่สอง

3) มีความสามารถในการบล็อกย้อนกลับต่ำมาก

ขั้นตอนที่ 5: ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของ BD139/140

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของทรานซิสเตอร์ BD139 คือ:

1) ประเภททรานซิสเตอร์: NPN

2) กระแสไฟสะสมสูงสุด (IC): 1.5A

3) Max Collector-Emitter แรงดันไฟฟ้า (VCE): 80V

4) Max Collector-Base Voltage (VCB): 80V

5) แรงดันไฟฐานสูงสุด (VEBO): 5V

6) Max Collector Dissipation (Pc): 12.5 วัตต์

7) ความถี่การเปลี่ยนภาพสูงสุด (fT): 190 MHz

8) กระแสไฟตรงสูงสุดและต่ำสุด (hFE): 25 – 250

9) อุณหภูมิการจัดเก็บและการทำงานสูงสุดควรเป็น: -55 ถึง +150 องศาเซลเซียส

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของทรานซิสเตอร์ BD140 คือ:

1) ประเภททรานซิสเตอร์: PNP

2) กระแสไฟสะสมสูงสุด (IC): -1.5A

3) Max Collector-Emitter Voltage (VCE): –80V

4) Max Collector-Base Voltage (VCB): –80V

5) แรงดันเบสสูงสุด Emitter (VEBO): –5V

6) Max Collector Dissipation (Pc): 12.5 วัตต์

7) ความถี่การเปลี่ยนภาพสูงสุด (fT): 190 MHz

8) กระแสไฟตรงสูงสุดและต่ำสุด (hFE): 25 – 250

9) อุณหภูมิการจัดเก็บและการทำงานสูงสุดควรเป็น: -55 ถึง +150 องศาเซลเซียส

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ BD139/140 คุณสามารถดูเอกสารข้อมูลได้จากที่นี่

ขั้นตอนที่ 6: การประยุกต์ใช้ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ใช้สำหรับการทำงานจำนวนมาก แต่การทำงานสองอย่างที่ใช้ทรานซิสเตอร์บ่อยที่สุดคือการสลับและการขยาย:

1) ทรานซิสเตอร์เป็นแอมพลิฟายเออร์:

ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียงโดยเพิ่มความแรงของสัญญาณอ่อน แรงดันไบอัส DC ที่ใช้กับทางแยกฐานอีซีแอล ทำให้ยังคงอยู่ในสภาพเอนเอียงไปข้างหน้า ความเอนเอียงไปข้างหน้านี้จะคงอยู่โดยไม่คำนึงถึงขั้วของสัญญาณ ความต้านทานต่ำในวงจรอินพุตช่วยให้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสัญญาณอินพุตส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุต กระแสอีซีแอลที่เกิดจากสัญญาณอินพุตมีส่วนทำให้เกิดกระแสสะสม ซึ่งไหลผ่านตัวต้านทานโหลด RL ส่งผลให้แรงดันตกคร่อมขนาดใหญ่ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าอินพุตขนาดเล็กจึงส่งผลให้แรงดันเอาต์พุตขนาดใหญ่ ซึ่งแสดงว่าทรานซิสเตอร์ทำงานเป็นแอมพลิฟายเออร์

2) ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์:

สวิตช์ทรานซิสเตอร์สามารถใช้เพื่อสลับและควบคุมหลอดไฟ รีเลย์ หรือแม้แต่มอเตอร์ เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เป็นสวิตช์ จะต้องเป็นแบบ "ปิดเต็มที่" หรือ "เปิดเต็มที่" ทรานซิสเตอร์ที่ "เปิด" โดยสมบูรณ์จะเรียกว่าอยู่ในขอบเขตความอิ่มตัว ทรานซิสเตอร์ที่ "ปิด" โดยสมบูรณ์จะกล่าวว่าอยู่ในบริเวณที่ถูกตัดออก เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ กระแสเบสขนาดเล็กจะควบคุมกระแสโหลดสะสมที่ใหญ่กว่ามาก เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อสลับโหลดอุปนัย เช่น รีเลย์และโซลินอยด์ จะใช้ “Flywheel Diode” เมื่อต้องการควบคุมกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ ทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันก็สามารถใช้ได้

ขั้นตอนที่ 7: BD139 และ BD140 H-Bridge Circuit

ดังนั้น หลังจากส่วนทฤษฎีส่วนใหญ่ เราจะหารือเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้แพ็คเกจทรานซิสเตอร์ BD139 และ BD140 แอปพลิเคชั่นนี้เป็นวงจร H-Bridge ซึ่งใช้ในวงจรขับมอเตอร์ เมื่อเราต้องการใช้มอเตอร์กระแสตรง จำเป็นต้องส่งกำลังไฟฟ้าจำนวนมากไปยังมอเตอร์ ซึ่งไมโครคอนโทรลเลอร์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถเติมเต็มได้ จึงต้องต่อวงจรทรานซิสเตอร์ระหว่างคอนโทรลเลอร์กับมอเตอร์ที่ทำงานเป็นแอมพลิฟายเออร์ และช่วยให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างราบรื่น แผนภาพวงจรสำหรับแอปพลิเคชันนี้แสดงอยู่ในภาพด้านบน ด้วยวงจร H-bridge นี้ พลังงานที่เพียงพอจะถูกส่งไปยังมอเตอร์ DC สองตัวอย่างราบรื่น และด้วยสิ่งนี้ เราจึงสามารถควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ได้ สิ่งหนึ่งที่เราต้องจำไว้ในขณะที่ใช้ BD139/140 หรือทรานซิสเตอร์กำลังอื่นๆ ก็คือ ทรานซิสเตอร์กำลังสร้างพลังงานจำนวนมาก ซึ่งสร้างขึ้นในรูปของความร้อนด้วย ดังนั้นเพื่อป้องกันปัญหาความร้อนสูงเกินไป เราจำเป็นต้องเพิ่มฮีทซิงค์ กับทรานซิสเตอร์เหล่านี้ซึ่งมีรูบนทรานซิสเตอร์อยู่แล้ว

แม้ว่าตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังคือ BD139 และ BD140 หากไม่มีให้เลือก คุณอาจเลือก BD135 และ BD136 ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP ตามลำดับ แต่ต้องเลือกคู่ BD139/140 นั่นคือทั้งหมดสำหรับการกวดวิชา หวังว่ามันจะเป็นประโยชน์กับคุณ