BJT kama Switch

Maana ya BJT kama Switch

BJT (bipolar junction transistor) ni kifaa kinachofanya kazi kama switch kwa kudhibiti mzunguko wa kiwango cha base-emitter ili kubadilisha ukingo wa emitter-collector.

Switch unahifadhi sirkuti nyepesi (ukingo wa mwishoni) wakati unaelekea 'OFF' na sirkuti fupi (ukingo wa sifuri) wakati unaelekea 'ON'. Kwa njia hii, katika bipolar junction transistor, kudhibiti mzunguko wa kiwango cha base-emitter unaweza kufanya ukingo wa emitter-collector kuwa karibu na mwishoni au karibu na sifuri.

Katika sifa za transistor, kuna tatu zita. Ni:

• Mkoa wa Cutoff

• Mkoa wa Active

• Mkoa wa Saturation

Katika mkoa wa active, mzunguko wa collector (IC) baki salama kwa ukame tofauti wa voltage ya collector-emitter (VCE). Mzunguko salama huu unaweza kusababisha upungufu mkubwa wa nguvu ikiwa transistor inafanya kazi katika mkoa huu. Switch nzuri unaweza kutumia nguvu isizuri wakati anapokuwa OFF, kwa sababu mzunguko unategemea sifuri.

Viwilo, wakati switch anaenda ON, voltage juu lake ni sifuri, kwa hiyo hakuna upungufu wa nguvu tena. Ikiwa tunataka BJT ifanyike kazi kama switch, lazima ifanyike kazi kwa njia ambayo upungufu wa nguvu wakati ON na OFF atakuwa karibu na sifuri, au chache sana.

Hili linaweza kufanyika tu wakati transistor ifanyike kazi katika eneo madhara la sifa zake. Mkoa wa cutoff na mkoa wa saturation ni miasili madhara katika sifa za transistor. Tathmini hii ina maana kwa transistors wa npn na pnp.

Katika mfano, wakati mzunguko wa base ni sifuri, mzunguko wa collector (IC) una thamani ndogo salama kwa ukame tofauti wa voltage ya collector-emitter (VCE). Kwa hivyo, wakati transistor ifanyike kazi na mzunguko wa base ≤ 0, mzunguko wa collector (IC ≈ 0) unategemea ndogo, kwa hiyo transistor unatafsiriwa kuwa katika hali ya OFF, lakini pia, upungufu wa nguvu juu lake IC × VCE unategemea kidogo kwa sababu ya mzunguko wa IC ndogo sana.

Transistor unajihusisha kwa moja kwa moja na ukingo wa output RC. Kwa hiyo, mzunguko kati ya ukingo wa output ni

Ikiwa transistor ifanyike kazi na mzunguko wa base IB3 ambao mzunguko wa collector ni IC1. IC ni chache kuliko IC1, basi transistor unafanya kazi katika mkoa wa saturation. Hapa, kwa mzunguko yoyote chache kuliko IC1, itakuwa na voltage ndogo sana ya collector-emitter (VCE < VCE1). Kwa hivyo katika hali hii, mzunguko kati ya transistor unategemea mzito sana kama mzunguko wa load, lakini voltage juu lake (VCE < VCE1) ni chache sana, kwa hiyo upungufu wa nguvu katika transistor unategemea kidogo sana.

Transistor hutumika kama switch ON. Kwa hivyo, kwa kutumia transistor kama switch, tunapaswa kuhakikisha kwamba mzunguko wa base uliotumika unaweza kukidhi transistor katika mkoa wa saturation, kwa mzunguko wa collector. Kwa hivyo, kutokana na maelezo hayo, tunaweza kuchukua malalamiko kwamba bipolar junction transistor hutumika kama switch tu wakati unafanya kazi katika mkoa wa cutoff na saturation wa sifa zake. Katika matumizi ya switch, mkoa wa active au mkoa wa active wa sifa zinazotumiwa.

Wakati kupagua transistor kama switch, tafadhali kuzingatia rating yake. Wakati ON, transistor lazima akidumu mzunguko mzito wa load. Ikiwa mzunguko huu unategemea angalau ukingo wa collector-emitter, transistor anaweza kujitokeza na kuharibika. Wakati OFF, transistor lazima akidumu voltage ya sirkuti ya load ili kupunguza utokaji. Sinka ya joto ni muhimu kwa kudhibiti joto. Kila transistor huwa na muda mfupi wa kutumia kati ya OFF na ON.

Ingawa muda wa kutumia ni mfupi sana, mara nyingi asilimia sekunde, si sifuri. Wakati ON, mzunguko (IC) unategemea na voltage ya collector-emitter (VCE) unategemea chache sana. Kuna muda ambapo mzunguko na voltage yote yanategemea maksimali, kusababisha upungufu wa nguvu wa peke. Hii pia inafanyika wakati kutumia kutoka ON hadi OFF. Upungufu wa nguvu wa peke unafanyika katika mabadiliko haya, lakini nishati iliyopunguka ni chache kwa sababu ya muda wa mabadiliko mfupi. Kwa mafuta chache, kutengeneza joto ni chache, lakini kwa mafuta mikubwa, upungufu wa nguvu na joto ni mkubwa.

Ni muhimu kutambua, kutengeneza joto hufanyika sio tu wakati wa mabadiliko bali pia wakati wa hali ya ON au OFF ya transistor, lakini kiasi cha joto katika hali ya salama ni chache sana na kidogo sana.