Circuits electrònics bàsics explicats: Guia per a principiants d’electrònica

L’article següent tracta de manera exhaustiva tots els fets bàsics, teories i informació sobre el funcionament i l’ús de components electrònics habituals com ara resistències, condensadors, transistors, MOSFET, UJT, triacs, SCR.

Els diversos circuits electrònics bàsics petits que s’expliquen aquí es poden aplicar efectivament com blocs de construcció o mòduls per crear circuits de diverses etapes, integrant els dissenys entre si.

Començarem els tutorials amb resistències i intentarem entendre el seu funcionament i les seves aplicacions.

Abans de començar, resumim ràpidament els diversos símbols electrònics que s’utilitzaran en els esquemes d’aquest article.

Com funcionen les resistències

El funció de les resistències és oferir resistència al flux de corrent. La unitat de resistència és Ohm.

Quan s'aplica una diferència de potencial d'1 V a través d'una resistència d'1 ohm, es forçarà un corrent d'1 amper, segons la llei d'Ohm.

El voltatge (V) actua com la diferència de potencial entre una resistència (R)

El corrent (I) constitueix el flux d’electrons a través de la resistència (R).

Si coneixem els valors de dos d'aquests 3 elements V, I i R, el valor del tercer element desconegut es podria calcular fàcilment utilitzant la següent llei d'Ohm:

V = I x R o I = V / R o R = V / I

Quan el corrent flueix a través d’una resistència, dissiparà la potència, que es pot calcular mitjançant les fórmules següents:

P = V X I o P = I²x R

El resultat de la fórmula anterior serà en watts, és a dir, la unitat de potència és watt.

Sempre és crucial assegurar-se que tots els elements de la fórmula s’expressin amb unitats estàndard. Per exemple, si s’utilitza mil·livolt, s’ha de convertir a volts, de manera similar s’haurien de convertir miliamperis a Ampere i convertir-los en milliohm o kiloOhm a Ohms mentre s’introdueixen els valors de la fórmula.

A la majoria d’aplicacions, la potència de la resistència és d’un 1/4 de watt del 5%, tret que s’especifiqui el contrari per a casos especials en què el corrent sigui excepcionalment alt.

Resistències en connexions en sèrie i paral·leles

Els valors de la resistència es poden ajustar a diferents valors personalitzats afegint diversos valors en xarxes paral·leles o sèries. Tot i això, els valors resultants d’aquestes xarxes s’han de calcular amb precisió mitjançant les fórmules que es donen a continuació:

Com s'utilitzen les resistències

Normalment s’acostuma a fer una resistència límit de corrent mitjançant una càrrega en sèrie com ara una làmpada, un LED, un sistema d’àudio, un transistor, etc. per tal de protegir aquests dispositius vulnerables de situacions de sobreintensitat.

A l'exemple anterior, el fitxer actual encara que el LED es podria calcular utilitzant la llei d'Ohm. Tanmateix, és possible que el LED no comenci a il·luminar-se correctament fins que no s'apliqui el nivell mínim de tensió directa, que pot estar entre 2 V i 2,5 V (per al LED VERMELL), per tant, la fórmula que es pot aplicar per calcular el corrent a través del LED ser

I = (6 - 2) / R

Divisor potencial

Es poden utilitzar com a resistències divisors potencials , per reduir la tensió d'alimentació a un nivell inferior desitjat, tal com es mostra al diagrama següent:

No obstant això, aquests divisors resistius es poden utilitzar per generar tensions de referència, només per a fonts d’alta impedància. La sortida no es pot utilitzar per operar una càrrega directament, ja que les resistències implicades farien que el corrent sigui significativament baix.

Circuit del pont de Wheatstone

Una xarxa de ponts de blat de moro és un circuit que s’utilitza per mesurar valors de resistència amb gran precisió.

A continuació es mostra el circuit fonamental d’una xarxa de ponts de blat:

En el diagrama anterior s’expliquen els detalls de treball del pont de blat de blat i com es poden obtenir resultats precisos mitjançant aquesta xarxa.

Circuit de pont de precisió Wheatstone

El circuit de pont de gres mostrat a la figura adjunta permet a l'usuari mesurar el valor d'una resistència desconeguda (R3) amb una precisió molt alta. Per a això, la qualificació de les resistències conegudes R1 i R2 també ha de ser precisa (tipus 1%). R4 hauria de ser un potenciòmetre, que es podria calibrar amb precisió per a les lectures previstes. R5 pot ser un valor predefinit, posicionat com a estabilitzador de corrent des de la font d'alimentació. La resistència R6 i el commutador S1 funcionen com una xarxa de derivació per garantir una protecció adequada del comptador M1. Per iniciar el procediment de prova, l'usuari ha d'ajustar R4 fins a obtenir una lectura zero al comptador M1. La condició és que R3 serà igual a l’ajust de R4. En cas que R1 no sigui idèntic a R2, es podria utilitzar la fórmula següent per determinar el valor de R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Condensadors

Els condensadors funcionen emmagatzemant una càrrega elèctrica dins d’un parell de plaques internes, que també formen els cables terminals de l’element. La unitat de mesura dels condensadors és Farad.

Un condensador de 1 Farad quan estigui connectat a una font d’1 volt podrà emmagatzemar una càrrega de 6,28 x 10¹⁸electrons.

No obstant això, en electrònica pràctica, els condensadors de Farads es consideren massa grans i mai s’utilitzen. En canvi, s’utilitzen unitats de condensadors molt més petites, com ara picofarad (pF), nanofarad (nF) i microfarad (uF).

La relació entre les unitats anteriors es pot entendre a partir de la taula següent, i també es pot utilitzar per convertir una unitat en una altra.

• 1 Farad = 1 F.
• 1 microfarada = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 picofarada = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Càrrega i descàrrega del condensador

Un condensador es carregarà instantàniament quan els seus cables estiguin connectats a una alimentació de tensió adequada.

El procés de càrrega es pot retardar o fer més lent afegint una resistència en sèrie amb l'entrada de subministrament, tal com es mostra als diagrames anteriors.

El procés de descàrrega també és similar, però al contrari. El condensador es descarregarà instantàniament quan els seus cables siguin curts junts. El procés de descàrrega es podria alentir proporcionalment afegint una resistència en sèrie amb els cables.

Condensador en sèrie

Els condensadors es poden afegir en sèrie connectant els cables entre ells, tal com es mostra a continuació. Per als condensadors polaritzats, la connexió ha de ser tal que l’ànode d’un condensador es connecti amb el càtode de l’altre condensador, etc. Per als condensadors no polars, els cables es poden connectar de qualsevol manera.

Quan es connecta en sèrie, el valor de la capacitat disminueix, per exemple, quan es connecten dos condensadors de 1 uF en sèrie, el valor resultant es converteix en 0,5 uF. Sembla que això és just el contrari de les resistències.

Quan es connecta en connexió en sèrie, suma la tensió nominal o els valors de tensió de ruptura dels condensadors. Per exemple, quan dos condensadors nominals de 25 V es connecten en sèrie, el seu rang de tolerància de voltatge se suma i augmenta a 50 V.

Condensadors en paral·lel

Els condensadors també es poden connectar en paral·lel unint els seus cables en comú, tal com es mostra al diagrama anterior. Per als condensadors polaritzats, els terminals amb pols similars han d'estar connectats entre si, per als casquets no polars es pot ignorar aquesta restricció. Quan es connecta en paral·lel, augmenta el valor total resultant dels condensadors, que és exactament el contrari en el cas de les resistències.

Important: Un condensador carregat pot mantenir la càrrega entre els seus terminals durant molt de temps. Si el voltatge és prou alt en el rang de 100 V i superior pot causar xoc dolorós si es toquen els cables. Els nivells més petits de tensions poden tenir prou potència fins i tot per fondre una petita peça de metall quan es porta el metall entre els cables del condensador.

Com utilitzar condensadors

Filtratge de senyals : Es pot utilitzar un condensador tensions de filtratge d'algunes maneres. Quan es connecta a un subministrament de CA, pot atenuar el senyal posant a terra part del seu contingut i permetent un valor mitjà acceptable a la sortida.

Bloqueig de CC: Es pot utilitzar un condensador en connexió en sèrie per bloquejar una tensió de CC i passar-hi un contingut de CA o polsant. Aquesta característica permet als equips d'àudio utilitzar condensadors a les seves connexions d'entrada / sortida per permetre el pas de les freqüències d'àudio i evitar que la tensió CC no desitjada entri a la línia d'amplificació.

Filtre d'alimentació: Els condensadors també funcionen com Filtres d'alimentació de CC en circuits d’alimentació. En una font d'alimentació, després de la rectificació del senyal de corrent altern, el corrent continu resultant pot estar ple de fluctuacions d'ondulació. Un condensador de gran valor connectat a través d'aquest voltatge d'ondulació dóna lloc a una filtració de quantitat significativa que fa que la CC fluctuant es converteixi en una CC constant amb ondulacions reduïdes a una quantitat determinada pel valor del condensador.

Com fer un integrador

La funció d’un circuit integrador és donar forma a un senyal d’ona quadrada en forma d’ona triangular, mitjançant una resistència, un condensador o Xarxa RC , tal com es mostra a la figura anterior. Aquí podem veure que la resistència es troba al costat d'entrada i està connectada en sèrie amb la línia, mentre que el condensador està connectat al costat de sortida, a través de l'extrem de sortida de la resistència i de la línia de terra.

Els components RC actuen com un element constant de temps al circuit, el producte del qual ha de ser 10 vegades superior al període del senyal d'entrada. En cas contrari, pot fer que es redueixi l'amplitud de l'ona del triangle de sortida. En aquestes condicions, el circuit funcionarà com un filtre de pas baix que bloqueja les entrades d'alta freqüència.

Com fer un diferenciador

La funció d'un circuit diferenciador és convertir un senyal d'entrada d'ona quadrada en una forma d'ona amb pics que tingui una forma d'ona de pujada forta i baixa. El valor de la constant de temps de RC en aquest cas ha de ser 1/10 dels cicles d'entrada. Els circuits diferenciadors s’utilitzen normalment per generar impulsos d’activació curts i nítids.

Comprensió de díodes i rectificadors

Diodes i rectificadors es classifiquen a dispositius semiconductors , que estan dissenyats per passar el corrent només en una direcció especificada mentre es bloquegen des de la direcció oposada. Tanmateix, un díode o mòduls basats en díodes no començaran a passar corrent o conducta fins que no s'adquireixi el nivell mínim de tensió directa necessària. Per exemple, un díode de silici només conduirà quan la tensió aplicada sigui superior a 0,6 V, mentre que un díode de germani conduirà a un mínim de 0,3 V. Si es connecten dos díodes en sèrie, aquest requisit de tensió directa també es duplicarà a 1,2 V, etcètera.

Ús de díodes com comptagotes

Com hem comentat al paràgraf anterior, els díodes requereixen al voltant de 0,6 V per començar a conduir, això també significa que el díode cauria aquest nivell de tensió a través de la seva sortida i terra. Per exemple, si s'aplica 1 V, el díode produirà 1 - 0,6 = 0,4 V al seu càtode.

Aquesta característica permet utilitzar díodes com a comptagotes . Qualsevol caiguda de tensió desitjada es pot aconseguir connectant el nombre corresponent de díodes en sèrie. Per tant, si es connecten 4 díodes en sèrie, crearà una deducció total de 0,6 x 4 = 2,4 V a la sortida, etc.

La fórmula per calcular-ho es mostra a continuació:

Voltatge de sortida = Voltatge d'entrada - (no de díodes x 0,6)

Utilitzant el díode com a regulador de voltatge

Els díodes deguts a la seva funció de caiguda de tensió directa també es poden utilitzar per generar tensions de referència estables, tal com es mostra al diagrama adjunt. El voltatge de sortida es pot calcular mitjançant la següent fórmula:

R1 = (Vin - Vout) / I

Assegureu-vos d’utilitzar la potència adequada per als components D1 i R1 segons la potència de la càrrega. S'han de classificar almenys dues vegades més que la càrrega.

Convertidor d’ona triangular a sinusoïdal

Els díodes també poden funcionar com convertidor d'ona triangular a ona sinusoïdal , tal com s’indica al diagrama anterior. L'amplitud de l'ona sinusoïdal de sortida dependrà del nombre de díodes de la sèrie amb D1 i D2.

Voltímetre de lectura màxima

Els díodes també es poden configurar per obtenir la lectura de tensió punta en un voltímetre. Aquí, el díode funciona com un rectificador de mitja ona, cosa que permet mig cicles de freqüència carregar el condensador C1 fins al valor màxim de la tensió d’entrada. El mesurador mostra aquest valor màxim a través de la seva deflexió.

Protector de polaritat inversa

Aquesta és una de les aplicacions més habituals del díode, que utilitza un díode per protegir un circuit contra la connexió d’alimentació inversa accidental.

Càmera posterior i protector transitori

Quan es commuta una càrrega inductiva a través d’un controlador de transistor o un CI, depenent del seu valor d’inductància, aquesta càrrega inductiva pot generar EMF d’alta tensió, també anomenats transitoris inversos, que poden tenir el potencial de provocar una destrucció instantània del transistor de control o la IC. Un díode col·locat en paral·lel a la càrrega pot eludir fàcilment aquesta situació. Els díodes d’aquest tipus de configuració es coneixen com díode de roda lliure.

En una aplicació de protecció transitòria, normalment es connecta un díode a través d’una càrrega inductiva per permetre eludir un transitori invers des del canvi inductiu a través del díode.

Això neutralitza l’espiga o el transitori curtcircuitant-la pel díode. Si no s'utilitza el díode, el transitori EMF posterior passaria pel transistor del conductor o pel circuit en la direcció inversa, causant un dany instantani al dispositiu.

Protector de comptador

Un mesurador de bobines mòbil pot ser un instrument molt sensible que es pot danyar greument si s’inverteix l’entrada de subministrament. Un díode connectat en paral·lel pot protegir el mesurador d’aquesta situació.

Clipper de forma d’ona

Es pot utilitzar un díode per tallar i retallar els pics d'una forma d'ona, tal com es mostra al diagrama anterior, i crear una sortida amb forma d'ona de valor mitjà reduït. La resistència R2 pot ser un pot per ajustar el nivell de retall.

Clipper d’ona completa

El primer circuit de talladora té la capacitat de retallar la secció positiva de la forma d'ona. Per permetre el retall d’ambdós extrems d’una forma d’ona d’entrada, es podrien utilitzar dos díodes en paral·lel amb polaritat oposada, tal com es mostra més amunt.

Rectificador de mitja ona

Quan s’utilitza un díode com a rectificador de mitja ona amb una entrada de CA, bloqueja els cicles de mitja entrada inversa i permet que només passi l’altra meitat, creant sortides de mitja ona, d’aquí el nom de mitja ona.

Atès que el diode elimina el mig cicle de corrent altern, la sortida es converteix en corrent continu i el circuit també s’anomena circuit convertidor de corrent continu en mitja ona. Sense un condensador de filtre, la sortida serà una mitja ona de pols continu.

El diagrama anterior es pot modificar utilitzant dos díodes, per obtenir dues sortides separades amb meitats oposades del corrent altern en les polaritats CC corresponents.

Rectificador d'ona completa

Un rectificador d'ona completa o un rectificador de pont és un circuit construït mitjançant 4 díodes rectificadors en una configuració de pont, tal com es mostra a la figura anterior. L’especialitat d’aquest circuit rectificador de pont és que és capaç de convertir tant el semicicle positiu com el negatiu de l’entrada en una sortida de CC d’ona completa.

La CC pulsant a la sortida del pont tindrà una freqüència doble de l’entrada d’AC a causa de la inclusió dels polsos negatius i positius del mig cicle en una única cadena d’impulsos positius.

Mòdul de duplicador de tensió

Els díodes també es poden implementar com tensió doble en cascada un parell de díodes amb un parell de condensadors electrolítics. L'entrada hauria de tenir la forma de CC pulsant o CA, cosa que fa que la sortida generi aproximadament dues vegades més tensió que l'entrada. La freqüència de pulsació d’entrada pot ser de Oscil·lador IC 555 .

Doblador de tensió mitjançant Bridge Rectifier

També es podria implementar un duplicador de tensió de CC a CC mitjançant un rectificador de pont i un parell de condensadors de filtre electrolític, tal com es mostra al diagrama anterior. L'ús d'un rectificador de pont resultarà en una major eficiència de l'efecte de duplicació en termes de corrent en comparació amb el duplicador en cascada anterior.

Voltatge Quàdruple

L'explicat anteriorment multiplicador de tensió els circuits estan dissenyats per generar dues vegades més sortida que els nivells màxims d’entrada, però, si una aplicació necessita nivells de multiplicació encara més alts de l’ordre de 4 vegades més tensió, es podria aplicar el circuit quadruplador d’aquest voltatge.

Aquí, el circuit es fa mitjançant 4 números de díodes en cascada i condensadors per obtenir 4 vegades més voltatge a la sortida que el pic de freqüència d'entrada.

Porta de díode O

Els díodes es poden connectar per imitar una porta lògica OR utilitzant el circuit, tal com es mostra més amunt. La taula de veritat adjunta mostra la lògica de sortida en resposta a una combinació de dues entrades lògiques.

Porta NOR amb diodes

Igual que una porta OR, una porta NOR també es pot replicar utilitzant un parell de díodes, tal com es mostra més amunt.

AND Gate NAND Gate mitjançant díodes

També pot ser possible implementar altres portes lògiques com la porta AND i la porta NAND utilitzant díodes tal com es mostra als diagrames anteriors. Les taules de veritat que es mostren al costat dels diagrames proporcionen la resposta lògica necessària exacta de les configuracions.

Mòduls de circuits de díodes Zener

La diferència entre un rectificador i díode zener és que, un díode rectificador sempre bloquejarà el potencial de CC invers, mentre que el diode zener bloquejarà el potencial de CC invers fins que s’assoleixi el seu llindar de ruptura (valor de tensió zener), i després s’encendrà completament i permetrà passar el CC a través d’ella completament.

En la direcció cap endavant, un zener actuarà de manera similar a un díode rectificador i permetrà que la tensió es condueixi un cop s’arribi a la tensió cap endavant mínima de 0,6 V. Per tant, un díode zener es pot definir com un commutador sensible a la tensió, que condueix i s’encén quan s’arriba a un llindar de tensió específic determinat pel valor de ruptura del zener.

Per exemple, un zener de 4,7 V començarà a conduir-se en ordre invers tan aviat com s'arribi a 4,7 V, mentre que en la direcció cap endavant només necessitarà un potencial de 0,6 V. El gràfic següent resumeix l'explicació ràpidament.

Regulador de tensió Zener

Es pot utilitzar un díode zener per crear sortides de tensió estabilitzades tal com es mostra al diagrama adjunt, mitjançant una resistència limitadora. La resistència limitant R1 limita el corrent màxim tolerable per al zener i el protegeix de la crema per corrent excessiu.

Mòdul indicador de tensió

Atès que els díodes zener estan disponibles amb una gran varietat de nivells de tensió de ruptura, es podria aplicar la instal·lació per fer-ne un de simple i eficaç indicador de tensió utilitzant la classificació zener adequada tal com es mostra al diagrama anterior.

Canviador de tensió

Els díodes Zener també es poden utilitzar per canviar un nivell de voltatge a un altre nivell, mitjançant l'ús de valors de díodes zener adequats, segons les necessitats de l'aplicació.

Clipper de tensió

Els díodes Zener que són un commutador controlat per tensió es poden aplicar per reduir l'amplitud d'una forma d'ona de CA a un nivell desitjat inferior en funció de la seva classificació de ruptura, tal com es mostra al diagrama anterior.

Mòduls de circuits del transistor de connexió bipolar (BJTs)

Transistors d’unió bipolars o BJT són un dels dispositius semiconductors més importants de la família de components electrònics i constitueixen els components bàsics de gairebé tots els circuits basats en electrònica.

Els BJT són dispositius semiconductors versàtils que es poden configurar i adaptar per implementar qualsevol aplicació electrònica desitjada.

En els paràgrafs següents es recull una recopilació de circuits d’aplicacions BJT que es podrien emprar com a mòduls de circuits per construir innombrables aplicacions de circuits personalitzades diferents, segons el requeriment de l’usuari.

Analitzem-los en detalls a través dels dissenys següents.

O mòdul Gate

Utilitzant un parell de BJT i ​​algunes resistències, es podria fer un disseny de porta ràpida OR per implementar la OR sortides lògiques en resposta a diferents combinacions lògiques d’entrada segons la taula de veritat que es mostra al diagrama anterior.

Mòdul de porta NOR

Amb algunes modificacions adequades, la configuració de porta O explicada anteriorment es podria transformar en un circuit de porta NOR per implementar les funcions lògiques NOR especificades.

Mòdul de porta i

Si no teniu accés ràpid a un circuit lògic de porta AND, probablement podeu configurar un parell de BJT per crear un circuit de porta lògica AND i per executar les funcions lògiques AND indicades anteriorment.

Mòdul NAND Gate

La versatilitat dels BJT permet als BJT crear qualsevol circuit de funció lògica desitjat, i a Porta NAND l'aplicació no és una excepció. Una vegada més, utilitzant un parell de BJT, podeu construir i aplicar ràpidament un circuit de porta lògica NAND tal com es mostra a la figura anterior.

Transistor com a commutadors

Com s’indica al diagrama anterior a BJT es pot utilitzar simplement com a commutador de corrent continu per activar / desactivar una càrrega adequada. A l'exemple que es mostra, l'interruptor mecànic S1 imita una entrada lògica alta o baixa, que fa que el BJT engegui / apagui el LED connectat. Com que es mostra un transistor NPN, la connexió positiva de S1 provoca que l’interruptor BJT s’encengui el LED del circuit esquerre, mentre que al circuit del costat dret el LED s’apaga quan el S1 es troba a l’ens positiu del commutador.

Inversor de tensió

Un commutador BJT tal com s'ha explicat al paràgraf anterior també es pot connectar com a inversor de tensió, el que significa que es crea una resposta de sortida oposada a la resposta d'entrada. A l'exemple anterior, el LED de sortida s'encendrà en absència de tensió al punt A i s'apagarà en presència d'una tensió al punt A.

Mòdul d'amplificador BJT

Un BJT es pot configurar com un voltatge / corrent simple amplificador per amplificar un petit senyal d'entrada a un nivell molt superior, equivalent a la tensió d'alimentació utilitzada. El diagrama es mostra al següent diagrama

Mòdul de controlador de relé BJT

El amplificador de transistor explicat anteriorment es pot utilitzar per a aplicacions com a conductor de relés , en què es podria activar un relé de tensió superior a través d’un petit voltatge de senyal d’entrada tal com es mostra a la imatge donada a continuació. El relé es podria activar en resposta a un senyal d'entrada rebut d'un dispositiu específic de sensor o detector de senyal baix, com un LDR , Micròfon, EL PONT , LM35 , termistor, ultrasònic etc.

Mòdul de controlador de relé

Només es poden connectar dos BJT com un intermitent de relé tal com es mostra a la imatge següent. El circuit impulsarà el relé ON / OFF a una velocitat particular que es pot ajustar mitjançant la resistència variable R1 i R4.

Mòdul de controlador LED de corrent constant

Si esteu buscant un circuit de control de corrent econòmic però extremadament fiable del vostre LED, podeu construir-lo ràpidament mitjançant la configuració de dos transistors que es mostra a la imatge següent.

Mòdul d'amplificador d'àudio de 3V

Això 3 H àudio amplifier es pot aplicar com a etapa de sortida per a qualsevol sistema de so com ràdios, micròfon, mesclador, alarma, etc. El principal element actiu és el transistor Q1, mentre que els transformadors de sortida d’entrada actuen com a etapes complementàries per generar un amplificador d’àudio d’alt guany.

Mòdul d'amplificador d'àudio de dues etapes

Per a un nivell d'amplificació superior, es pot utilitzar un amplificador de dos transistors, tal com es mostra en aquest diagrama. Aquí s’inclou un transistor addicional al costat d’entrada, tot i que s’ha eliminat el transformador d’entrada, cosa que fa que el circuit sigui més compacte i eficient.

Mòdul amplificador MIC

La imatge següent mostra un preamplificador bàsic mòdul de circuit, que es pot utilitzar amb qualsevol estàndard electret MIC per elevar el seu petit senyal de 2 mV a un nivell raonablement superior a 100 mV, que pot ser adequat per integrar-se a un amplificador de potència.

Mòdul mesclador d'àudio

Si teniu una aplicació en què cal barrejar i combinar dos senyals d'àudio diferents en una sola sortida, el següent circuit funcionarà bé. Utilitza un sol BJT i ​​algunes resistències per a la implementació. Les dues resistències variables del costat d'entrada determinen la quantitat de senyal que es pot barrejar entre les dues fonts per amplificar-les a les relacions desitjades.

Mòdul Oscil·lador simple

An oscil·lador és en realitat un generador de freqüència, que es pot utilitzar per generar un to musical a través d'un altaveu. A continuació es mostra la versió més senzilla d’aquest circuit oscil·lador amb només un parell de BJT. R3 controla la sortida de freqüència de l'oscil·lador, que també varia el to de l'àudio de l'altaveu.

Mòdul oscil·lador LC

A l'exemple anterior vam aprendre un oscil·lador de transistors basat en RC. La següent imatge explica un transistor senzill, Basat en LC o inductància, mòdul de circuit oscil·lador basat en la capacitat. Els detalls de l’inductor es donen al diagrama. El valor predefinit R1 es pot utilitzar per variar la freqüència de to de l'oscil·lador.

Circuit del metrònom

Ja n’hem estudiat uns quants metrònom Els circuits anteriors del lloc web mostren a continuació un circuit senzill de metrònom de dos transistors.

Sonda lògica

A circuit de sonda lògica és un equip important per solucionar problemes importants de les plaques de circuit. La unitat es pot construir utilitzant com a mínim un transistor i algunes resistències. El disseny complet es mostra al següent esquema.

Mòdul de circuit de sirena ajustable

Un molt útil i potent circuit de sirena es pot crear tal com es mostra al següent diagrama. El circuit utilitza només dos transistors per generar un so de sirena de tipus pujant i baixant , que es pot canviar mitjançant l'S1. L'interruptor S2 selecciona el rang de freqüència del to, la freqüència més alta generarà un so més estricte que les freqüències més baixes. El R4 permet a l'usuari variar el to encara més dins de l'interval seleccionat.

Mòdul de generador de soroll blanc

Un soroll blanc és una freqüència de so que genera un tipus de so xiulant de baixa freqüència, per exemple, el so que s’escolta durant una pluja intensa constant, o des d’una emissora FM no sintonitzada o des d’un televisor no connectat a una connexió per cable, un ventilador d'alta velocitat, etc.

El transistor únic anterior generarà el mateix tipus de soroll blanc quan la seva sortida estigui connectada a un amplificador adequat.

Canvia el mòdul Debouncer

Aquest commutador de desconnexió del commutador es pot utilitzar amb un interruptor de polsador per assegurar-se que el circuit que es controla mitjançant el polsador mai no trenca ni es pertorba a causa dels transitoris de tensió generats mentre es deixa anar el commutador. a l'instant i quan es deixa anar, la sortida augmenta en mode lent sense causar problemes a les etapes del circuit adjunt.

Mòdul de transmissor AM petit

Aquest transistor, un petit transmissor AM sense fils, pot enviar un senyal de freqüència a un Ràdio AM allunyat de la unitat. La bobina pot ser qualsevol bobina d'antena AM / MW ordinària, també coneguda com a bobina d'antena de llaç.

Mòdul de mesurador de freqüència

Un bastant precís mesurador de freqüència analògic El mòdul es podria construir utilitzant el circuit de transistor únic que es mostra més amunt. La freqüència d'entrada ha de ser d'1 V de pic a pic. El rang de freqüències es pot ajustar utilitzant diferents valors per a C1 i configurant el pot R2 adequadament.

Mòdul de generador de polsos

Només es necessiten un parell de BJT i ​​algunes resistències per crear un mòdul de circuit de generador d'impulsos útil, tal com es mostra a la figura anterior. L'amplada del pols es pot ajustar utilitzant diferents valors per a C1, mentre que R3 es pot utilitzar per ajustar la freqüència del pols.

Mòdul d'amplificador de comptador

Aquest mòdul amplificador d'amperímetre es pot utilitzar per mesurar magnituds de corrent extremadament petites en el rang de microamperis, en sortida llegible a través d'un amperímetre d'1 mA.

Mòdul intermitent activat per llum

Un LED començarà a parpellejar en un punt especificat tan aviat com es detecti una llum ambiental o una llum externa sobre un sensor de llum connectat. L'aplicació d'aquest intermitent sensible a la llum pot ser diversa i molt personalitzable, segons les preferències de l'usuari.

Llum intermitent activat

Bastant similar, però amb efectes oposats a l'aplicació anterior, aquest mòdul començarà parpellejant un LED tan aviat com el nivell de llum ambiental caigui a gairebé la foscor, o tal com estableixi la xarxa divisora ​​de potencials R1, R2.

Intermitent d'alta potència

A intermitent d'alta potència El mòdul es pot construir utilitzant només un parell de transistors, tal com es mostra a l'esquema anterior. La unitat parpellejarà o parpellejarà intensament una làmpada incandescent o halògena connectada i la potència d’aquesta làmpada es pot millorar actualitzant adequadament les especificacions del Q2.

Control remot de transmissor / receptor de llum LED

Podem observar dos mòduls de circuit a l'esquema anterior. El mòdul del costat esquerre funciona com un transmissor de freqüència LED, mentre que el del costat dret funciona com el receptor del receptor de freqüència de llum / circuit detector. Quan el transmissor està engegat i focalitzat al detector de llum Q1 del receptor, la freqüència del transmissor és detectada pel circuit receptor i el brunzidor piezoelèctric connectat comença a vibrar a la mateixa freqüència. El mòdul es pot modificar de moltes maneres diferents, segons els requisits específics.

FET Circuit Modules

FET significa Transistors d'efecte de camp que es consideren transistors d’alta eficiència en comparació amb els BJT, en molts aspectes.

En els següents exemples de circuits, coneixerem molts mòduls de circuits basats en FET interessants que es poden integrar entre si per crear molts circuits innovadors diferents, per a usos i aplicacions personalitzats.

FET Switch

En els paràgrafs anteriors vam aprendre a utilitzar un BJT com a commutador, de manera similar, també es pot aplicar un FET com un commutador DC ON / OFF.

A la figura anterior es mostra un FET configurat com un commutador per commutar un LED ON / OFF en resposta a un senyal d’entrada de 9V i 0V a la porta.

A diferència d’un BJT que pot activar / desactivar una càrrega de sortida en resposta a un senyal d’entrada de fins a 0,6 V, un FET farà el mateix però amb un senyal d’entrada d’uns 9 V a 12 V. No obstant això, el 0,6 V d’un BJT és dependent del corrent i el corrent amb 0,6 V ha de ser corresponentment elevat o baix respecte al corrent de càrrega. Contràriament a això, el corrent de la unitat de porta d’entrada d’un FET no depèn de la càrrega i pot ser tan baix com un microampli.

FET Amplifier

Igual que un BJT, també podeu connectar un FET per amplificar senyals d'entrada de corrent extremadament baix a una sortida d'alta tensió amplificada d'alt corrent, tal com s'indica a la figura anterior.

Mòdul amplificador MIC d’alta impedància

Si us pregunteu com utilitzar un transistor d’efecte de camp per construir un circuit amplificador MIC d’alta impedància o Hi-Z, el disseny explicat anteriorment us pot ajudar a assolir l’objectiu.

Mòdul FET Audo Mixer

Un FET també es pot utilitzar com a mesclador de senyal d'àudio, tal com es mostra a l'esquema anterior. Dos senyals d'àudio alimentats a través dels punts A i B són barrejats pel FET i combinats a la sortida mitjançant C4.

Retard FET ON Circuit Module

Una raonablement alta retardar el circuit del temporitzador es podria configurar mitjançant l'esquema següent.

Quan S1 s’activa, l’alimentació s’emmagatzema dins del condensador C1 i la tensió també s’encén al FET. Quan s’allibera S1, la càrrega emmagatzemada dins de C1 continua mantenint el FET ACTIVAT.

Tanmateix, el fet que el FET és un dispositiu d’entrada d’alta impedància no permet que el C1 es descarregui ràpidament i, per tant, el FET roman encès durant força temps. Mentrestant, mentre el FET Q1 es mantingui activat, el BJT Q2 adjunt roman apagat, a causa de l’acció inversora del FET que manté la base Q2 connectada a terra.

La situació també manté el zumbador apagat. Finalment, i gradualment, el C1 es descarrega fins a un punt en què el FET no pot romandre engegat. Això reverteix la condició a la base de Q1, que ara s'encén i activa l'alarma del brunzidor connectat.

Retardar el mòdul de temporitzador OFF

Aquest disseny és exactament similar al concepte anterior, a excepció de l’etapa BJT invertida, que no és present aquí. Per aquest motiu, el FET actua com un temporitzador OFF OFF. És a dir, la sortida roman activada inicialment mentre es descarrega el condensador C1 i el FET s’encén i, en última instància, quan el C1 està completament descarregat, el FET s’apaga i sona el brunzidor.

Mòdul d'amplificador de potència simple

Utilitzant només un parell de FETs, pot ser possible aconseguir-ne un de forma raonable potent amplificador d'àudio al voltant 5 watts o fins i tot superior.

Mòdul intermitent de doble LED

Es tracta d’un circuit FET estable molt senzill que es pot utilitzar per intermitent alternativament dos LED a través dels dos drenatges dels MOSFET. El bon aspecte d’aquest astable és que els LED canviaran a una velocitat d’encesa / apagat ben definida sense cap efecte d’atenuació o s'esvaeixen lentament i augmenten . La velocitat de flaix es podria ajustar a través del pot R3.

Mòduls de circuits de l’oscil·lador UJT

UJT o per Transistor Unijunction , és un tipus especial de transistor que es pot configurar com a oscil·lador flexible mitjançant una xarxa RC externa.

El disseny bàsic d'un dispositiu electrònic Oscil·lador basat en UJT es pot veure al següent esquema. La xarxa RC R1 i C1 determina la freqüència de sortida del dispositiu UJT. L’augment dels valors de R1 o C1 redueix la freqüència i viceversa.

Mòdul generador d’efectes de so UJT

Es podria construir un petit generador d'efectes de so mitjançant un parell d'oscil·ladors UJT i combinant les seves freqüències. El diagrama complet del circuit es mostra a continuació.

Mòdul de temporitzador d’un minut

Una cosa molt útil temporitzador de retard ON / OFF d’un minut el circuit es pot construir utilitzant un sol UJT, tal com es mostra a continuació. En realitat, és un circuit oscil·lador que utilitza valors RC elevats per tal de frenar la freqüència de freqüència ON / OFF a 1 minut.

Aquest retard es podria augmentar encara més augmentant els valors dels components R1 i C1.

Mòduls de transductor piezoelèctric

Transductors piezoelèctrics són dispositius especialment creats que utilitzen material piezo sensible i sensible al corrent elèctric.

El material piezo dins d’un transductor piezoelèctric reacciona a un camp elèctric provocant distorsions en la seva estructura, que donen lloc a vibracions al dispositiu, donant lloc a la generació de so.

Per contra, quan s’aplica una tensió mecànica calculada sobre un transductor piezoelèctric, distorsiona mecànicament el material piezoelèctric a l’interior del dispositiu, la qual cosa genera una quantitat proporcional de corrent elèctric a través dels terminals del transductor.

Quan s’utilitza com Zumbador de CC , el transductor piezoelèctric s'ha de connectar amb un oscil·lador per crear el soroll de vibració, ja que aquests dispositius només poden respondre a una freqüència.

La imatge mostra un senzill zumbador piezoelèctric connexió amb una font de subministrament. Aquest brunzidor té un oscil·lador intern per respondre a la tensió d'alimentació.

Els brunzidors piezoelèctrics es poden utilitzar per indicar una lògica alta o baixa en el circuit a través del següent circuit mostrat.

Mòdul generador de tons piezoelèctrics

Es pot configurar un transductor piezoelèctric per generar una sortida de to continu de baix volum al diagrama de circuits següent. El dispositiu piezo ha de ser un dispositiu de 3 terminals.

Mòdul de timbre piezoelèctric de to variable

La següent figura a continuació mostra un parell de conceptes de brunzidors mitjançant transductors piezoelèctrics. Se suposa que els elements piezoelèctrics són elements de 3 fils. El diagrama lateral esquerre mostra un disseny resistiu per forçar oscil·lacions al transductor piezoelèctric, mentre que el diagrama lateral dret presenta un concepte inductiu. El disseny basat en bobina o inductor indueix les oscil·lacions a través de pics de retroalimentació.

Mòduls de circuits SCR

SCR o tiristor són dispositius semiconductors que es comporten com a díodes rectificadors però que en faciliten la conducció mitjançant una entrada de senyal de CC externa.

No obstant això, segons les seves característiques, SCR tenen la tendència a bloquejar-se quan el subministrament de càrrega és de corrent continu. La següent figura indica una configuració senzilla que aprofita aquesta característica de bloqueig del dispositiu per activar i desactivar una càrrega RL en resposta a la pressió dels commutadors S1 i S2. S1 activa la càrrega, mentre que S2 apaga la càrrega.

Mòdul de relé activat per llum

Un senzill llum activada El mòdul de relé es podria construir mitjançant un SCR i un fototransistor , tal com es mostra a la figura següent.

Tan bon punt el nivell de llum del fototransistor supera el nivell de llindar d’activació establert de l’SCR, l’SCR s’activa i es bloqueja, engegueu el relé. El bloqueig es manté tal com està fins que es pressiona l’interruptor de reinici S1 com a foscor suficient, o s’apaga l’alimentació i s’encén.

Oscil·lador de relaxació mitjançant el mòdul Triac

Es pot construir un senzill circuit oscil·lador de relaxació mitjançant una xarxa SCR i RC com es mostra al diagrama següent.

La freqüència de l’oscil·lador produirà un to de baixa freqüència sobre l’altaveu connectat. La freqüència de to d’aquest oscil·lador de relaxació es pot ajustar mitjançant la resistència variable R1 i R2, i també el condensador C1.

Mòdul de controlador de velocitat del motor CA Triac

Un UJT normalment és conegut per les seves funcions oscil·latòries fiables. Tanmateix, el mateix dispositiu també es pot utilitzar amb triac per habilitar un 0 a control de tota la velocitat dels motors de corrent altern .

La resistència R1 funciona com un ajust de control de freqüència per a la freqüència UJT. Aquesta sortida de freqüència variable commuta el triac a diferents velocitats d’ACTIVACIÓ / APAGAT en funció dels ajustos R1.

Aquesta commutació variable del triac al seu torn provoca una quantitat proporcional de variacions en la velocitat del motor connectat.

Mòdul de memòria intermèdia Triac Gate

El diagrama anterior mostra com simplement un triac es pot desconnectar mitjançant un interruptor ON / OFF i també garantir la seguretat del triac mitjançant l'ús de la pròpia càrrega com a etapa de memòria intermèdia. El R1 limita el corrent a la porta del triac, mentre que la càrrega proporciona a més la protecció de la porta del triac contra transitoris d’activació sobtada i permet que el triac s’encengui amb un mode d’arrencada suau.

Triac / UJT Flasher Mòdul UJT

Un oscil·lador UJT també es pot implementar com a Regulador de llum de corrent altern tal com es mostra al diagrama anterior.

L'olla R1 s'utilitza per ajustar la freqüència o freqüència oscil·lant, que al seu torn determina la velocitat de commutació ON / OFF del triac i del llum connectat.

Com que la freqüència de commutació és massa alta, la llum sembla que no s’encengui de forma permanent, tot i que la intensitat varia a causa que la tensió mitjana a través d’ella varia segons el commutador UJT.

Conclusió

En les seccions anteriors vam discutir molts conceptes i teories fonamentals de l'electrònica i vam aprendre a configurar petits circuits mitjançant díodes, transistors, FET, etc.

En realitat, hi ha infinitat de mòduls de circuits que es poden crear utilitzant aquests components bàsics per implementar qualsevol idea de circuit desitjada, segons les especificacions donades.

Després de conèixer bé tots aquests dissenys bàsics o mòduls de circuits, qualsevol nouvingut al fitxer pot aprendre a integrar aquests mòduls entre si per obtenir nombrosos circuits interessants o per aconseguir una aplicació de circuits especialitzada.

Si teniu més preguntes sobre aquests conceptes bàsics d'electrònica o sobre com unir-vos a aquests mòduls per a necessitats específiques, no dubteu a comentar i discutir els temes.