20982 Image5 (25)

W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na pytania nadesłane do Redakcji. Są to sprawy, które, naszym zdaniem, zainteresują szersze grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nadesłane pytania, dotyczące różnych drobnych szczegółów.

K

Układ scalony CMOS

a Jak motna zastąpić rezonator kwarcowy 44,025MHz? (...) czy można połączyć dwa mniejsze?

Niestety nie, trzeba znaleźć rezonator o tej częstotliwości. Przy takiej częstotliwości jest to zwykle tzw. rezonator owertonowy, w którym wymusza się pracę na jednej z nieparzystych harmonicznych kwarcu. Sądząc z drugiej części pytania, Autorem jest osoba początkująca. Otóż nie można „połączyć dwóch mniejszych” rezonatorów kwarcowych, żeby uzyskać większą częstotliwość. W pewnych przy padkach zamiast rezonatora można byłoby zastosować moduł syntezy częstotliwości, gdzie można skokowo ustawić potrzebną częstotliwość. Nic zawsze jest to możliwe, ponadto jest droższe. Nie jest to tez zadanie dla początkujących z uwagi na stopień trudności.

a Często w publikacjach w różnej literaturze spotyka się rozmaite sposoby sterowania tranzystora. Moje pytanie: czym różnią się sposoby sterowania podane na rysunkach a...c?

Również często spotyka się sterowanie tranzystora z wyjść CMOS, jak pokazuje rysunek d, przy cz}^}m wartość rezystora R wynosi 3kQ ... 30kCX najczęściej lOkCl. Jakie zasady obowiązują w tym przypadku?

Przede wszystkim układ wg rysunku c praktycznie nie jest, i nie powinien być stosowany. W prezentowanych układach tranzystor ma pra cować w jednym z dwóch stanów - włączenia-przewodzenia albo wyłączenia-zatkania. I zmiana między tymi dwoma stanami powinna następować jak najszybciej. Obecność kondensatora w obwodzie bazy spowalnia proces przełączania, przede wszystkim podczas wyłączania tranzystora. Skutkuje to nie tylko wydłużeniem czasu, ale problem w tym, że tranzystor zostaje powoli i płynnie wyłączany, a w tym czasie może się w nim wydzielić nadmierna ilość ciepła z mocy strat, laki układ z kondensatorem o małej pojemności rzędu pikofaradów lub pojedynczych nanofaradów może mieć rację bytu tylko wtedy, gdy celowo potrzebne jest spowolnienie procesu przełączania bez względu na straty podczas przełączania, na przykład w celu redukcji zakłóceń impulsowych. To jednak jest zagadnienie dla bardziej zaawansowanych.

a)

Us

Natomiast różnica między sposobami z rysur.ku a i b jest tak; że w pierwszym przypadku (rys. a), aby wyłączyć tranzystor, napięcie sterujące Us musi być mniejsze od 0,5V. Do włączenia tranzystora wystarczy napięcie niewiele przekraczające 0,7V. W drugim przypadku (rys. b), można uzyskać wyłączenie tranzystora przy napięciach wyższych od 0,7V - zależy to od wartości rezystorów dzielniku. Oczywiście do prawidłowego włączenia tranzystora potrzebne też będzie napięcie odpowiednio większe. Oprócz stosunku rezystorów dzielnika, trzeba też wziąć pod uwagę ich wartość - chodzi o to, żeby prąd bazy w stanie włączenia był na tyle duży, by zapewnić pełne otwarcie, czyli nasycenie tranzystora Zależy to od prądu kolektora i wzmocnienia tranzystora. Dokładnie to samo wchodzi w grę w układzie z rysunku d. Wartość rezystora R należy dobrać tak, żeby zapewnić nasycenie i pełne otwarcie tranzystora. Przykładowo jeśli prąd kolektora otwartego tranzystora ma wynosić 40mA. a wzmocnienie tranzystora wynosi 100, to teoretycznie wystarczyłby prąd bazy równy 0,4mA. Opoi-ność wewnętrzna wyjścia CMOS dla napięć zasilania powyżej 5V jest mniejsza niż lk£1. Przykładowo przy napięciu zasilania układów CMOS równym 12V, taki prąd uzyska się przy wartości R wynoszącej 21VC1 lub 30k£2 W praktyce należy jednak pracować przy kilkakrotnie większym prądzie bazy, żeby zapewnić nasycenie tranzystora. Dlatego w omawianym przypadku wartość rezystora bazowego R należałoby zmniejszyć do około lOkft

W niektórych przypadkach istotne jest, żeby prąd pobierany /. wyjścia układu CMOS był jak najmniejszy - wtedy warto zastosować tranzystor, a właściwie układ Darlingtona. „Darlington” ma ogromne wzmocnienie prądowe i wtedy można kilkudziesięcioletnie zwiększyć wartość rezystora R. Dodatkową zaletą jest wyższy próg przełączania (napięcie Ubf), wynoszący 1,1V...1,2V. a nie 0,55...0.6V jak w pojedynczych tranzystorach.

Zamiast tranzystorów bipolarnych do takich zastosowań doskonale nadają się tranzystory MOSFET z kanałem N. Wtedy nie trzeba stosować rezystorów, bo w obwodzie bramki me płynie prąd. Trzeba tylko pamiętać, jakie są napięcia progu przełączania MOSFET-ów. Malc

tranzystory takie jak RS 170 d)    czy BS107 mają napięcie

progu przełączania w granicach 0,8V...2V, natomiast MOSFET-u mocy jak BUZ11, IRF540 z reguły mają napięcie progu przełączania około 4V.

10 Listopad2005 Elektronika dla Wszystkich