Сопротивление по традиции обозначается буквой R (Resistor) и измеряется в Омах (Ом). На схеме оно обозначается прямоугольником, либо перечеркнутым прямоугольником (так обозначается термистор и его сопротивление зависит от температуры). R3 470 означает, что это сопротивление №3 на данной схеме и он имеет сопротивление 470 Ом
Конденсатор
Конденсатор обозначается буквой C и его емкость измеряется в Фарадах (F). Существует два типа конденсаторов - полярный и неполярный. На картинке внизу C4 - неполярный конденсатор, C5 - полярный. Слева вверху показан внешний вид полярного конденсатора. Неполярный конденсатор, значит, неполяризованный, - то есть не важно какой стороной он будет установлен на печатную плату. В отличие от полярного, который нужно устанавливать строго -плюс к плюсу, минус к минусу. Таблица значений конденсаторов .
Диод
Существует множество различных диодов , диод используется в качестве фильтра тока и напряжения, также в качестве выпрямителя и преобразователя. Диод это электронный прибор который обладает различной проводимостью в зависимости от приложенного напряжения (в одном направлении пропускает ток, в другом нет)
На печатной плате обычный диод похож на сопротивление, но на нем может быть маленькая точечка. Так как диод нельзя просто так взять и поставить на плату, надо определить по схеме какой стороной он должен быть установлен.
Светодиоды (LED - Light Emitting Diode). Данный тип диодов используются в качестве подсветки клавиатуры и экранов на всех современных мобильных устройствах
Также часто можно встретить фотодиоды (PhotoDiode Photo Cell). Их используют в качестве датчика света, например, в айФонах любого поколения есть такая функция, как регулировка яркости экрана, в зависимости от освещенности. Яркость регулируется как раз с помощью данного типа диодов.
Катушка индуктивности
Грубо говоря это кусок проволоки намотанной в спираль. Определить на схеме ее очень просто, она похожа на волну.
Предохранитель
Предохранитель необходим для защиты от внезапного увеличения силы тока и напряжения в конкретной схеме. В случае если сопротивление в цепи будет очень низким или появится короткое замыкание, предохранитель просто сгорит. Их специально изготавливают из таких материалов, что при прохождении через него большого тока они сильно нагреваются и сгорают. На печатной плате они похожи сопротивления. Обозначается на схеме буквой F:
Кварцевый генератор
Кварцевые генераторы используют для измерения времени, в качестве стандартов частоты. Кварцевые генераторы широко применяются в цифровой технике в качестве тактовых генераторов, то есть генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах. Кстати, кварцевый генератор на столько важный элемент, что при его поломке телефон просто не включится.
Если я забыл рассказать о чем-то, напишите мне в комментариях и я подправлю эту статью.
Радиоэлементы (радиодетали) – это электронные компоненты, собранные в составные части цифрового и аналогового оборудования. Радиодетали нашли свое применения в видеотехнике, звуковых устройствах, смартфонах и телефонах, телевизорах и измерительных приборах, компьютерах и ноутбуках, оргтехнике и прочей технике.
Виды радиоэлементов
Радиоэлементы, соединенные посредством проводниковых элементов, в совокупности образуют электросхему, которая еще может носить название «функциональный узел». Совокупность электроцепей из радиоэлементов, которые расположены в отдельном общем корпусе, называется микросхемой – радиоэлектронной сборкой, она может выполнять множество разных функций.
Все электронные компоненты, использующиеся в бытовой и цифровой технике, относятся к радиодеталям. Перечислить все подвиды и виды радиодеталей довольно проблематично, так как получится огромный список, который постоянно расширяется.
Для обозначения радиодеталей на схемах применяют как графические условные обозначения (УГО), так и буквенно-цифровые символы.
По методу действия в электрической цепи их можно разделить на два типа:
- Активные;
- Пассивные.
Активный тип
Активные электронные компоненты полностью зависят от внешних факторов, при воздействии которых меняют свои параметры. Именно такая группа привносит в электроцепь энергию.
Выделяют следующих основных представителей этого класса:
- Транзисторы – это триод-полупроводник, который посредством входного сигнала может контролировать и управлять электронапряжением в цепи. До появления транзисторов их функцию выполняли электронные лампы, которые потребляли больше электроэнергии и были некомпактными;
- Диодные элементы – полупроводники, проводящие электроток только в единственном направлении. Имеют в своем составе один электрический переход и два вывода, производятся из кремния. В свою очередь, диоды делятся по диапазону частот, конструкции, назначению, габаритам переходов;
- Микросхемы – составные компоненты, в которых произведена интеграция конденсаторов, резисторов, диодных элементов, транзисторов и прочего в полупроводниковую подложку. Они предназначаются для преобразования электрических импульсов и сигналов в цифровую, аналоговую и аналогово-цифровую информацию. Могут производиться без корпуса или в нем.
Существует еще множество представителей данного класса, однако используются они реже.
Пассивный тип
Пассивные электронные компоненты не зависят от протекающего электротока, напряжения и прочих внешних факторов. Они могут или потреблять, или аккумулировать энергию в электроцепи.
В этой группе можно выделить следующие радиоэлементы:
- Резисторы – устройства, которые занимаются перераспределением электротока между составными элементами микросхемы. Классифицируются по технологии изготовления, методу монтажа и защиты, назначению, вольт-амперной характеристике, характеру изменения сопротивления;
- Трансформаторы – электромагнитные приспособления, служат для преобразования с сохранением частоты одной системы электротока переменного типа в другую. Состоит такая радиодеталь из нескольких (или одной) проволочных катушек, охваченных магнитным потоком. Трансформаторы могут быть согласующие, силовые, импульсные, разделительные, а также устройства тока и напряжения;
- Конденсаторы – элемент, служащий для аккумулирования электротока и последующего его высвобождения. Состоят из нескольких разделенных диэлектрическими элементами электродов. Конденсаторы классифицируются по виду диэлектрических компонентов: жидкие, твердые органические и неорганические, газообразные;
- Индуктивные катушки – устройства из проводника, которые служат для ограничения электротока переменного типа, подавления помех и накопления электроэнергии. Проводник помещен под изоляционный слой.
Маркировка радиодеталей
Маркировка радиодеталей обычно совершается производителем и находится на корпусе изделия. Маркирование подобных элементов может быть:
- символьным;
- цветовым;
- символьным и цветовым одновременно.
Важно! Маркирование импортных радиодеталей может существенно отличаться от маркировки однотипных элементов отечественного производства.
На заметку. Каждый радиолюбитель при попытках расшифровать тот или иной радиокомпонент прибегает к справочнику, так как сделать это по памяти не всегда получается из-за огромного модельного разнообразия.
Обозначение радиоэлементов (маркировка) европейских изготовителей часто происходит по определенной буквенно-цифровой системе, состоящей из пяти символов (три цифры и две буквы – для изделий широкого применения, две цифры и три буквы – для спецаппаратуры). Цифры в такой системе определяют технические параметры детали.
Европейская система маркировки полупроводников широкого распространения
| 1-ая буква – кодировка материала | |
|---|---|
| A | Основной компонент – германий |
| B | Кремний |
| C | Соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия |
| R | Сульфид кадмия |
| 2-ая литера – вид изделия или его описание | |
| A | Диодный элемент малой мощности |
| B | Варикап |
| C | Транзистор малой мощности, работающий на низких частотах |
| D | Мощный транзистор, функционирующий на низких частотах |
| E | Туннельный диодный компонент |
| F | Высокочастотный транзистор малой мощности |
| G | Более одного прибора в едином корпусе |
| H | Магнитный диод |
| L | Мощный транзистор, работающий на высокой частоте |
| M | Датчик Холла |
| P | Фототранзистор |
| Q | Световой диод |
| R | Переключающийся прибор малой мощности |
| S | Переключательный транзистор маломощный |
| T | Мощное переключающееся устройство |
| U | Транзистор переключательный мощный |
| X | Умножительный диодный элемент |
| Y | Выпрямительный диодный элемент высокой мощности |
| Z | Стабилитрон |
Обозначение радиодеталей на электросхемах
Из-за того, что существует огромное множество различных радиоэлектронных компонентов, были приняты на законодательном уровне нормы и правила их графического обозначения на микросхеме. Эти нормативные акты называются ГОСТами, где прописана исчерпывающая информация по виду и размерным параметрам графического изображения и дополнительным символьным уточнениям.
Важно! Если радиолюбитель составляет схему для себя, то ГОСТами можно пренебречь. Однако если составляемая электросхема будет подаваться на экспертизу или проверку в различные комиссии и госорганы, то рекомендуется сверить все со свежими ГОСТами – они постоянно дополняются и изменяются.
Обозначение радиодеталей типа «резистор», находящееся на плате, на чертеже выглядит прямоугольником, рядом с ним с литерой «R» и цифрой – порядковым номером. Например, «R20» обозначает, что резистор на схеме 20-ый по счету. Внутри прямоугольника может прописываться его рабочая мощность, которую он может долгое время рассеивать, не разрушаясь. Ток, проходя через этот элемент, рассеивает конкретную мощность, тем самым нагревает его. Если мощность будет больше номинальной, то радиоизделие выйдет из строя.
Каждый элемент, подобно резистору, имеет свои требования к начертанию на чертеже цепи, условным буквенным и цифровым обозначениям. Для поиска таких правил можно использовать разнообразную литературу, справочники и многочисленные ресурсы интернета.
Любой радиолюбитель должен понимать виды радиодеталей, их маркировку и условно графическое обозначение, так как именно такие знания помогут ему правильно составить или прочесть существующую схему.
Видео
Почти все УОС, все изделия радиоэлектроники и электротехники, изготавливаемые промышленными организациями и предприятиями, домашними мастерами, юными техниками и радиолюбителями, содержат в своем составе определенное количество разнообразных покупных ЭРИ и элементов, выпускаемых в основном отечественной промышленностью. Но за последнее время наблюдается тенденция применения ЭРЭ и комплектующих изделий зарубежного производства. К ним можно отнести в первую очередь ППП, конденсаторы, резисторы, трансформаторы, дроссели, электрические соединители, аккумуляторы, ХИТ, переключатели, установочные изделия и некоторые другие виды ЭРЭ.
Применяемые покупные комплектующие или самостоятельно изготавливаемые ЭРЭ обязательно находят свое отражение на принципиальных и монтажных электрических схемах устройств, в чертежах и другой ТД, которые выполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
Особое внимание уделяется принципиальным электрическим схемам, которые определяют не только основные электрические параметры, но и все входящие в устройства элементы и электрические связи между ними. Для понимания и чтения принципиальных электрических схем необходимо тщательно ознакомиться с входящими в них элементами и комплектующими изделиями, точно знать область применения и принцип действия рассматриваемого устройства. Как правило, сведения о применяемых ЭРЭ указываются в справочниках и спецификации - перечне этих элементов.
Связь перечня комплектующих ЭРЭ с их условными графическими обозначениями осуществляется через позиционные обозначения.
Для построения условных графических обозначений ЭРЭ используются стандартизованные геометрические символы, каждый из которых применяют отдельно или в сочетании с другими. При этом смысл каждого геометрического образа в условном обозначении во многих случаях зависит от того, в сочетании с каким другим геометрическим символом он применяется.
Стандартизованные и наиболее часто применяемые условные графические обозначения ЭРЭ в принципиальных электрических схемах приведены на рис. 1. 1. Эти обозначения касаются всех комплектующих элементов схем, включая ЭРЭ, проводники и соединения между ними. И здесь важнейшее значение приобретает условие правильного обозначения однотипных комплектующих ЭРЭ и изделий. Для этой цели применяются позиционные обозначения, обязательной частью которых является буквенное обозначение вида элемента, типа его конструкции и цифровое обозначение номера ЭРЭ. На схемах используется также дополнительная часть обозначения позиции ЭРЭ, указывающая функцию элемента, в виде буквы. Основные виды буквенных обозначений элементов схем приведены в табл. 1.1.
Обозначения на чертежах и схемах элементов общего применения относятся к квалификационным, устанавливающим род тока и напряжения,. вид соединения, способы регулирования, форму импульса, вид модуляции, электрические связи, направление передачи тока, сигнала, потока энергии и др.
В настоящее время у населения и в торговой сети находится в эксплуатации значительное количество разнообразных электронных приборов и устройств, радио- и телевизионной аппаратуры, которые изготавливаются зарубежными фирмами и различными акционерными обществами. В магазинах можно приобрести различные типы ЭРИ и ЭРЭ с иностранными обозначениями. В табл. 1. 2 приведены сведения о наиболее часто встречающихся ЭРЭ зарубежных стран с соответствующими обозначениями и их аналоги отечественного производства.
Эти сведения впервые публикуются в таком объеме.
1- транзистор структуры р-n-р в корпусе, общее обозначение;
2- транзистор структуры n-р-n в корпусе, общее обозначение,
3 - транзистор полевой с p-n переходом и п каналом,
4 - транзистор полевой с p-n переходом и р каналом,
5 - транзистор однопереходный с базой п типа, б1, б2 - выводы базы, э - вывод эмиттера,
6 - фотодиод,
7 - диод выпрямительный,
8 - стабилитрон (диод лавинный выпрямительный) односторонний,
9 - диод тепло-электрический,
10 - динистор диодный, запираемый в обратном направлении;
11 - стабилитрон (диодолавинный выпрямительный) с двусторонней проводимостью,
12 - тиристор триодный;
13 - фоторезистор;
14 - переменный резистор, реостат, общее обозначение,
15 - переменный резистор,
16 - переменный резистор с отводами,
17 - подстроечный резистор-потенциометр;
18 - терморезистор с положительным температурным коэффициентом прямого нагрева (подогрева),
19 - варистор;
20 - конденсатор постоянной емкости, общее обозначение;
21 - конденсатор постоянной емкости поляризованный;
22 - конденсатор оксидный поляризованный электролитический, общее обозначение;
23 - резистор постоянный, общее обозначение;
24 - резистор постоянный с номинальной мощностью 0, 05 Вт;
25 - резистор постоянный с номинальной мощностью 0, 125 Вт,
26 - резистор постоянный с номинальной мощностью 0, 25 Вт,
27 - резистор постоянный с номинальной мощностью 0, 5 Вт,
28 - резистор постоянный с номинальной мощностью 1 Вт,
29 - резистор постоянный с номинальной мощностью рассеяния 2 Вт,
30 - резистор постоянный с номинальной мощностью рассеяния 5 Вт;
31 - резистор постоянный с одним симметричным дополнительным отводом;
32 - резистор постоянный с одним несимметричным дополнительным отводом;
Рис 1.1 Условные графические обозначения ЭРЭ в схемах электрических, радиотехнических и автоматизации
33 - конденсатор оксидный неполяризованный;
34 - конденсатор проходной (дуга обозначает корпус, внешний электрод);
35 - конденсатор переменной емкости (стрелка обозначает ротор);
36 - конденсатор подстроечный, общее обозначение;
37 - вариконд;
38 - конденсатор помехоподавляющий;
39 - светодиод;
40 - туннельный диод;
41 - лампа накаливания осветительная и сигнальная;
42 - звонок электрический;
43 - элемент гальванический или аккумуляторный;
44 - линия электрической связи с одним ответвлением;
45 - линия электрической связи с двумя ответвлениями;
46 - группа проводов, подключенных к одной точке электрическою соединения. Два провода;
47 - четыре провода, подключенных к одной точке электрическою соединения;
48 - батарея из гальванических элементов или батарея аккумуляторная;
49 - кабель коаксиальный. Экран соединен с корпусом;
50 - обмотка трансформатора, автотрансформатора, дросселя, магнитного усилителя;
51 - рабочая обмотка магнитного усилителя;
52 - управляющая обмотка магнитного усилителя;
53 - трансформатор без сердечника (магнитопровода) с постоянной связью (точками обозначены начала обмоток);
54 - трансформатор с магнитодиэлектрическим сердечником;
55 - катушка индуктивности, дроссель без магнитопровода;
56 - трансформатор однофазный с ферромагнитным магнитопроводом и экраном между обмотками;
57 - трансформатор однофазный трехобмоточный с ферромагнитным магнитопроводом с отводом во вторичной обмотке;
58 - автотрансформатор однофазный с регулированием напряжения;
59 - предохранитель;
60 - предохранитель выключатель;
61 - предохранитель-разъединитель;
62 - соединение контактное разъемное;
63 - усилитель (направление передачи сигнала указывает вершина треугольника на горизонтальной линии связи);
64 - штырь разъемного контактного соединения;
Рис 1.1 Условные графические обозначения ЭРЭ в схемах электрических радиотехнических и автоматизации
65 - гнездо разъемного контактного соединения,
66 - контакт разборного соединения например с помощью зажима
67 - контакт неразборного соединения, например осуществленного пайкой
68 - выключатель кнопочный однополюсный нажимной с замыкающим контактом самовозвратом
69 - контакт коммутационного устройства размыкающий, общее обозначение
70 - контакт коммутационного устройства (выключателя, реле) замыкающий, общее обозначение. Выключатель однополюсный.
71 - контакт коммутационного устройства переключающий, общее обозначение. Однополюсный переключатель на два направления.
72- контакт переключающий трехпозиционный с нейтральным положением
73 - контакт замыкающий без самовозврата
74 - выключатель кнопочный нажимной с размыкающим контактом
75 - выключатель кнопочный вытяжной с замыкающим контактом
76 - выключатель кнопочный нажимной с возвратом кнопки,
77 - выключатель кнопочный вытяжной с размыкающим контактом
78 - выключатель кнопочный нажимной с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки,
79 - реле электрическое с замыкающим размыкающим и переключающим контактами,
80 - реле поляризованное на одно направление тока в обмотке с нейтральным положением
81 - реле поляризованное на оба направления тока в обмотке с нейтральным положением
82 - реле электротепловое без самовозврата, с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки,
83 - разъемное однополюсное соединение
84 - гнездо пятипроводного контактного разъемного соединения
85 - штырь контактного разъемного коаксиального соединения
86 - гнездо контактного соединения
87 - штырь четырехпроводного соединения
88 - гнездо четырехпроводного соединения
89 - перемычка коммутационная размыкающая цепь
Таблица 1.1. Буквенные обозначения элементов схем
Продолжение табл.1.1
Чтобы можно было собрать радиоэлектронное устройство, необходимо знать обозначение радиодеталей на схеме и их название, а также порядок их соединения. Для осуществления этой цели и были придуманы схемы. На заре радиотехники радиодетали изображались трехмерными. Для их составления требовались опыт художника и знания внешнего вида деталей. Со временем изображения упрощались, пока не превратились в условные знаки.
Сама схема, на которой нарисованы условные графические обозначения (УГО), называется принципиальной. Она не только показывает, каким образом соединяются те или иные элементы схемы, но и объясняет, как работает все устройство, показывая принцип его действия. Чтобы добиться такого результата, важно правильно показать отдельные группы элементов и соединение между ними.
Помимо принципиальной, существуют и монтажные. Они предназначены для точного отображения каждого элемента относительно друг друга. Арсенал радиоэлементов огромен. Постоянно добавляются новые. Тем не менее УГО на всех схемах почти одинаково, а вот буквенный код существенно отличается. Существует 2 вида стандарта:
- государственный, в этот стандарт может входить несколько государств;
- международный, пользуются почти во всем мире.
Но какой бы стандарт ни применялся, он должен четко показать обозначение радиодеталей на схеме и их название. В зависимости от функционала радиодетали УГО могут быть простыми или сложными. Например, можно выделить несколько условных групп:
- источники питания;
- индикаторы, датчики;
- переключатели;
- полупроводниковые элементы.
Этот перечень неполный и служит лишь для наглядности. Чтобы легче было разобраться в условных обозначениях радиодеталей на схеме, необходимо знать принцип действия этих элементов.
Источники питания
К ним относятся все устройства, способные вырабатывать, аккумулировать или преобразовывать энергию. Первый аккумулятор изобрел и продемонстрировал Александро Вольта в 1800 году. Он представлял собой набор медных пластин, проложенных влажным сукном. Видоизмененный рисунок стал состоять из двух параллельных вертикальных прямых, между которыми стоит многоточие. Оно заменяет недостающие пластины. Если источник питания состоит из одного элемента, многоточие не ставится.
В схеме с постоянным током важно знать, где находится положительное напряжение. Поэтому положительную пластину делают выше, а отрицательную ниже. Причем обозначение аккумулятора на схеме и батарейке ничем не отличается.
Также нет отличия и в буквенном коде Gb. Солнечные батареи, которые вырабатывают ток под влиянием солнечного света, в своем УГО имеют дополнительные стрелки, направленные на батарею.
Если источник питания внешний, например, радиосхема питается от сети, тогда вход питания обозначается клеммами. Это могут быть стрелки, окружности со всевозможными добавлениями. Возле них указывается номинальное напряжение и род тока. Переменное напряжение обозначается знаком «тильда» и может стоять буквенный код Ас. Для постоянного тока на положительном вводе стоит «+», на отрицательном «-«, а может стоять знак «общий». Он обозначается перевернутой буквой Т.
Полупроводники, пожалуй, имеют самую обширную номенклатуру в радиоэлектронике. Постепенно добавляются все новые приборы. Все их можно условно разделить на 3 группы:
- Диоды.
- Транзисторы.
- Микросхемы.
В полупроводниковых приборах используется р-п-переход, схемотехника в УГО старается показывать особенности того или иного прибора. Так, диод способен пропускать ток в одном направлении. Это свойство схематически показано в условном обозначении. Оно выполнено в виде треугольника, у вершины которого стоит черточка. Эта черточка показывает, что ток может идти только по направлению треугольника.
Если к этой прямой пририсован короткий отрезок и он обращен в обратную сторону от направления треугольника, то это уже стабилитрон. Он способен пропускать небольшой ток в обратном направлении. Такое обозначение справедливо только для приборов общего назначения. Например, изображение для диода с барьером Шоттки нарисован s-образный знак.
Некоторые радиодетали имеют свойства двух простых приборов, соединенных вместе. Эту особенность также отмечают. При изображении двустороннего стабилитрона рисуются оба, причем вершины треугольников направлены друг к другу. При обозначении двунаправленного диода изображаются 2 параллельных диода, направленных в разные стороны.
Другие приборы обладают свойствами двух разных деталей, например, варикап. Это полупроводник, поэтому он рисуется треугольником. Однако в основном используется емкость его р-п-перехода, а это уже свойства конденсатора. Поэтому к вершине треугольника пририсовывается знак конденсатора - две параллельные прямые.
Признаки внешних факторов, влияющих на прибор, также нашли свое отражение. Фотодиод преобразует солнечный свет в электрический ток, некоторые виды являются элементами солнечной батареи. Они изображаются как диод, только в круге, и на них направлены 2 стрелки, для показа солнечных лучей. Светодиод, напротив, излучает свет, поэтому стрелки идут от диода.
Транзисторы полярные и биполярные
Транзисторы также являются полупроводниковыми приборами, но имеют в основном два p-n-p-перехода в биполярных транзисторах. Средняя область между двумя переходами является управляющей. Эмиттер инжектирует носители зарядов, а коллектор принимает их.
Корпус изображен кружком. Два p-n-перехода изображены одним отрезком в этом кружке. С одной стороны, к этому отрезку подходит прямая под углом 90 градусов - это база. С другой стороны, 2 косые прямые. Одна из них имеет стрелку - это эмиттер, другая без стрелки - коллектор.
По эмиттеру определяют структуру транзистора. Если стрелка идет по направлению к переходу, то это транзистор p-n-p типа, если от него - то это n-p-n транзистор. Раньше выпускался однопереходный транзистор, его еще называют двухбазовым диодом, имеет один p-n-переход. Обозначается как биполярный, но коллектор отсутствует, а баз две.
Похожий рисунок имеет и полевой транзистор. Отличие в том, что переход у него называется каналом. Прямая со стрелкой подходит к каналу под прямым углом и называется затвором. С противоположной стороны подходят сток и исток. Направление стрелки показывает тип канала. Если стрелка направлена на канал, то канал n-типа, если от него, то p-типа.
Полевой транзистор с изолированным затвором имеет некоторые отличия. Затвор рисуется в виде буквы г и не соединяется с каналом, стрелка помещается между стоком и истоком и имеет то же значение. В транзисторах с двумя изолированными затворами на схеме добавляется второй такой же затвор. Сток и исток взаимозаменяемые, поэтому полевой транзистор можно подключать как угодно, нужно лишь правильно подключить затвор.
Интегральные микросхемы
Интегральные микросхемы являются самыми сложными электронными компонентами. Выводы, как правило, являются частью общей схемы. Их можно разделить на такие виды:
- аналоговые;
- цифровые;
- аналого-цифровые.
На схеме они обозначаются в виде прямоугольника. Внутри стоит код и (или) название схемы. Отходящие выводы пронумерованы. Операционные усилители рисуются треугольником, выходящий сигнал идет из его вершины. Для отсчета выводов на корпусе микросхемы рядом с первым выводом ставится отметка. Обычно это выемка квадратной формы. Чтобы правильно читать микросхемы и обозначения знаков, прилагаются таблицы.
Прочие элементы
Все радиодетали соединяются между собой проводниками. На схеме они изображаются прямыми линиями и чертятся строго по горизонтали и вертикали. Если проводники при пересечении друг с другом имеют электрическую связь, то в этом месте ставится точка. В советских схемах и американских, чтобы показать, что проводники не соединяются, в месте пересечения ставится полуокружность.
Конденсаторы обозначаются двумя параллельными отрезками. Если это электролитический, для подключения которого важно соблюдать полярность, то возле его положительного вывода ставится +. Могут встречаться обозначения электролитических конденсаторов в виде двух параллельных прямоугольников, один из них (отрицательный) окрашивается в черный цвет.
Для обозначения переменных конденсаторов используют стрелку, она по диагонали перечеркивает конденсатор. В подстроечных вместо стрелки используется т-образный знак. Вариконд - конденсатор, меняющий емкость от приложенного напряжения, рисуется, как и переменный, но стрелку заменяет короткая прямая, возле которой стоит буква u. Емкость показывается цифрой и рядом ставится мкФ (микроФарада). Если емкость меньше - буквенный код опускается.
Еще один элемент, без которого не обходится ни одна электрическая схема - это резистор. Обозначается на схеме в виде прямоугольника. Чтобы показать, что резистор переменный, сверху рисуют стрелку. Она может быть соединена либо с одним из выводов, либо являться отдельным выводом. Для подстроечных используют знак в виде буквы т. Как правило, рядом с резистором указывается его сопротивление.
Для обозначения мощности постоянных резисторов могут использоваться знаки в виде черточек. Мощность в 0,05 Вт обозначается тремя косыми, 0,125 Вт - двумя косыми, 0,25 Вт - одной косой, 0,5 Вт - одна продольная. Большая мощность показывается римскими цифрами. Из-за многообразия невозможно провести описание всех обозначений электронных компонентов на схеме. Чтобы определить тот или иной радиоэлемент, пользуются справочниками.
Буквенно-цифровой код
Для простоты радиодетали разделяются на группы по признакам. Группы делятся на виды, виды - на типы. Ниже приведены коды групп:
Для удобства монтажа на печатных платах указываются места для радиодеталей буквенным кодом, рисунком и цифрами. У деталей с полярными выводами у положительного вывода ставится +. В местах для пайки транзисторов каждый вывод помечается соответствующей буквой. Плавкие предохранители и шунты отображаются прямой линией. Выводы микросхем маркируются цифрами. Каждый элемент имеет свой порядковый номер, который указан на плате.
Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам. Так что, если вам интересно что такое транзистор, его принцип работы и вообще с чем его едят, то берем стул по удобнее и подходим поближе.
Продолжим, и у нас тут есть содержание, будет удобнее ориентироваться в статье 🙂
Виды транзисторов
Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Конечно можно было рассмотреть все виды транзисторов в одной статье, но мне не хочется варить кашу у вас в голове. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей. Не будем все мешать в одну кучу а уделим внимание каждому, индивидуально.
Биполярный транзистор
Биполярный транзистор это потомок ламповых триодов, тех что стояли в телевизорах 20 -го века. Триоды ушли в небытие и уступили дорогу более функциональным собратьям — транзисторам, а точнее биполярным транзисторам.
Триоды за редким исключением применяют в аппаратуре для меломанов.
Биполярные транзисторы выглядеть могут так.
Как вы можете видеть биполярные транзисторы имеют три вывода и конструктивно они могут выглядеть совершенно по разному. Но на электрических схемах они выглядят простенько и всегда одинаково. И все это графическое великолепие, выглядит как-то так.
Это изображение транзисторов еще называют УГО (Условное графическое обозначение).
Причем биполярные транзисторы могут иметь различный тип проводимости. Есть транзисторы NPN типа и PNP типа.
Отличие n-p-n транзистора от p-n-p транзистора состоит лишь в том что является «переносчиком» электрического заряда (электроны или «дырки»). Т.е. для p-n-p транзистора электроны перемещаются от эмиттера к коллектору и управляются базой. Для n-p-n транзистора электроны идут уже от коллектора к эмиттеру и управляются базой. В итоге приходим к тому, что для того чтобы в схеме заменить транзистор одного типа проводимости на другой достаточно изменить полярность приложенного напряжения. Или тупо поменять полярность источника питания.
У биполярных транзисторов есть три вывода: коллектор, эмиттер и база. Думаю, что по УГО будет сложно запутаться, а вот в реальном транзисторе запутаться проще простого.
Обычно где какой вывод определяют по справочнику, но можно просто . Выводы транзистора звонятся как два диода, соединенные в общей точке (в области базы транзистора).
Слева изображена картинка для транзистора p-n-p типа, при прозвонке создается ощущение (посредством показаний мультиметра), что перед вами два диода которые соединены в одной точке своими катодами. Для транзистора n-p-n типа диоды в точке базы соединены своими анодами. Думаю после экспериментов с мультиметром будет более понятно.
Принцип работы биполярного транзистора
А сейчас мы попробуем разобраться как работает транзистор. Я не буду вдаваться в подробности внутреннего устройства транзисторов так как эта информация только запутывает. Лучше взгляните на этот рисунок.
Это изображение лучше всего объясняет принцип работы транзистора. На этом изображении человек посредством реостата управляет током коллектора. Он смотрит на ток базы, если ток базы растет то человек так же увеличивает ток коллектора с учетом коэффициента усиления транзистора h21Э. Если ток базы падает, то ток коллектора также будет снижаться — человек подкорректирует его посредством реостата.
Эта аналогия не имеет ничего общего с реальной работой транзистора, но она облегчает понимание принципов его работы.
Для транзисторов можно отметить правила, которые призваны помочь облегчить понимание. (Эти правила взяты из книги ).
- Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер
- Как я уже говорил цепи база — коллектор и база -эмиттер работают как диоды
- Каждый транзистор характеризуется предельными значениями, такими как ток коллектора, ток базы и напряжение коллектор-эмиттер.
- В том случае если правила 1-3 соблюдены то ток коллектора Iк прямо пропорционален току базы Iб. Такое соотношение можно записать в виде формулы.
Из этой формулы можно выразить основное свойство транзистора — небольшой ток базы управляет большим током коллектора.
Коэффициент усиления по току.
Его также обозначают как
Исходы из выше сказанного транзистор может работать в четырех режимах:
- Режим отсечки транзистора — в этом режиме переход база-эмиттер закрыт, такое может произойти когда напряжение база-эмиттер недостаточное. В результате ток базы отсутствует и следовательно ток коллектора тоже будет отсутствовать.
- Активный режим транзистора — это нормальный режим работы транзистора. В этом режиме напряжение база-эмиттер достаточное для того, чтобы переход база-эмиттер открылся. Ток базы достаточен и ток коллектора тоже имеется. Ток коллектора равняется току базы умноженному на коэффициент усиления.
- Режим насыщения транзистора — в этот режим транзистор переходит тогда, когда ток базы становится настолько большим, что мощности источника питания просто не хватает для дальнейшего увеличения тока коллектора. В этом режиме ток коллектора не может увеличиваться вслед за увеличением тока базы.
- Инверсный режим транзистора — этот режим используется крайне редко. В этом режиме коллектор и эмиттер транзистора меняют местами. В результате таких манипуляций коэффициент усиления транзистора очень сильно страдает. Транзистор изначально проектировался не для того, чтобы он работал в таком особенном режиме.
Для понимания того как работает транзистор нужно рассматривать конкретные схемные примеры, поэтому давайте рассмотрим некоторые из них.
Транзистор в ключевом режиме
Транзистор в ключевом режиме это один из случаев транзисторных схем с общим эмиттером. Схема транзистора в ключевом режиме применяется очень часто. К этой транзисторной схеме прибегают к примеру когда нужно управлять мощной нагрузкой посредством микроконтроллера. Ножка контроллера не способна тянуть мощную нагрузку, а транзистор может. Получается контроллер управляет транзистором, а транзистор мощной нагрузкой. Ну а обо всем по порядку.
Основная суть этого режима заключается в том, что ток базы управляет током коллектора. Причем ток коллектора гораздо больше тока базы. Здесь невооруженным взглядом видно, что происходит усиление сигнала по току. Это усиление осуществляется за счет энергии источника питания.
На рисунке изображена схема работы транзистора в ключевом режиме.
Для транзисторных схем напряжения не играют большой роли, важны лишь токи. Поэтому, если отношение тока коллектора к току базы меньше коэффициента усиления транзистора то все окей.
В этом случае даже если к базе у нас приложено напряжение в 5 вольт а в цепи коллектора 500 вольт, то ничего страшного не произойдет, транзистор будет покорно переключать высоковольтную нагрузку.
Главное чтобы эти напряжения не превышали предельные значения для конкретного транзистора (задается в характеристиках транзистора).
На сколько мы знаем, что значение тока это характеристика нагрузки.
Мы не знаем сопротивления лампочки, но мы знаем рабочий ток лампочки 100 мА. Чтобы транзистор открылся и обеспечил протекание такого тока, нужно подобрать соответствующий ток базы. Ток базы мы можем корректировать меняя номинал базового резистора.
Так как минимальное значение коэффициента усиления транзистора равно 10, то для открытия транзистора ток базы должен стать 10 мА.
Ток который нам нужен известен. Напряжение на базовом резисторе будет Такое значение напряжения на резисторе получилось из-зи того, что на переходе база-эмиттер высаживается 0,6В-0,7В и это надо не забывать учитывать.
В результате мы вполне можем найти сопротивление резистора
Осталось выбрать из ряда резисторов конкретное значение и дело в шляпе.
Теперь вы наверное думаете, что транзисторный ключ будет работать так как нужно? Что когда базовый резистор подключается к +5 В лампочка загорается, когда отключается -лампочка гаснет? Ответ может быть да а может и нет.
Все дело в том, что здесь есть небольшой нюанс.
Лампочка в том случае погаснет, когда потенциал резистора будет равен потенциалу земли. Если же резистор просто отключен от источника напряжения, то здесь не все так однозначно. Напряжение на базовом резисторе может возникнуть чудесным образом в результате наводок или еще какой потусторонней нечисти 🙂
Чтобы такого эффекта не происходило делают следующее. Между базой и эмиттером подключают еще один резистор Rбэ. Этот резистор выбирают номиналом как минимум в 10 раз больше базового резистора Rб (В нашем случае мы взяли резистор 4,3кОм).
Когда база подключена к какому-либо напряжению, то транзистор работает как надо, резистор Rбэ ему не мешает. На этот резистор расходуется лишь малая часть базового тока.
В случае, когда напряжение к базе не приложено, происходит подтяжка базы к потенциалу земли, что избавляет нас от всяческих наводок.
Вот в принципе мы разобрались с работой транзистора в ключевом режиме, причем как вы могли убедиться ключевой режим работы это своего рода усиление сигнала по напряжению. Ведь мы с помощью малого напряжения в 5В управляли напряжением в 12 В.
Эмиттерный повторитель
Эмиттерный повторитель является частным случаем транзисторных схем с общим коллектором.
Отличительной чертой схемы с общим коллектором от схемы с общим эмиттером (вариант с транзисторным ключем) является то, что эта схема не усиливает сигнал по напряжению. Что вошло через базу, то и вышло через эмиттер, с тем же самым напряжением.
Действительно допустим приложили к базе мы 10 вольт, при этом мы знаем что на переходе база-эмиттер высаживается где-то 0,6-0,7В. Выходит что на выходе (на эмиттере, на нагрузке Rн) будет напряжение базы минус 0,6В.
Получилось 9,4В, одним словом почти сколько вошло столько и вышло. Убедились, что по напряжению эта схема нам сигнал не увеличит.
«В чем же смысл тогда таком включении транзистора?»- спросите вы. А вот оказывается эта схема обладает другим очень важным свойством. Схема включения транзистора с общим коллектором усиливает сигнал по мощности. Мощность это произведение тока на напряжение, но так как напряжение не меняется то мощность увеличивается только за счет тока
! 
Ток в нагрузке складывается из тока базы плюс ток коллектора. Но если сравнивать ток базы и ток коллектора то ток базы очень мал по сравнению с током коллектора. Получается ток нагрузки равен току коллектора. И в результате получилась вот такая формула.
Теперь я думаю понятно в чем суть схемы эмиттерного повторителя, только это еще не все.
Эмиттерный повторитель обладает еще одним очень ценным качеством — высоким входным сопротивлением. Это означает, что эта транзисторная схема почти не потребляет ток входного сигнала и не создает нагрузки для схемы -источника сигнала.
Для понимания принципа работы транзистора этих двух транзисторных схем будет вполне достаточно. А если вы еще поэкспериментируете с паяльником в руках то прозрение просто не заставит себя ждать, ведь теория теорией а практика и личный опыт ценнее в сотни раз!
Где транзисторы купить?
Как и все другие радиокомпоненты транзисторы можно купить в любом ближайшем магазине радиодеталей. Если вы живете где-нибудь на окраине и о подобных магазинах не слышали (как я раньше) то остается последний вариант — заказать транзисторы в интернет- магазине . Я сам частенько заказываю радиодетали через интернет-магазины ведь в обычном оффлайн магазине может чего-нибудь просто не оказаться.
Впрочем если вы собираете устройство чисто для себя то можно не париться а добыть из старой, и так сказать вдохнуть в старый радиокомпонет новую жизнь.
Чтож друзья, а на этом у меня все. Все, что планировал я сегодня вам рассказал. Если остались какие-либо вопросы, то задавайте их в комментариях, если вопросов нет то все равно пишите комментарии, мне всегда важно ваше мнение. Кстати не забывайте, что каждый кто впервые оставит комментарий получит подарок.
Также обязательно подпишитесь на новые статьи, потому что дальше вас ждет много интересного и полезного.
Желаю вам удачи, успехов и солнечного настроения!
С н/п Владимир Васильев
P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!