概述
让我们以几个定义来开始
Discrete分立的
1. 分开;隔离;单独的;非连续的。
2. 被视为单独的和不相连的元件,或独立部件。
3.(电气工程)有单独的电子元器件,如单个电阻和电感器 ——与集成电路相反。
Discreet私密的
1. 尊重别人的隐私或保密;安静;老练的
2. 不引起注意、 愤怒或问题;不显眼。
使用说明
不要与discrete这个词混淆
背景
如果你用电子元件做过任何东西,你可能已经在使用晶体管了,但你可能是在大型的、 高度集成的集成片中使用它们。例如,ATMega328P (RedBoard 和 ProMini 的主芯片) 包含数以十万计的晶体管。它们很小,包裹在塑料中,被配置为微控制器。
但有时你只是需要一个晶体管…如果你手里没有一个的话,可能不太方便去订购一个单独的晶体管。
在这个分立套件里有些什么?
这个分立半导体套件满足了你对分立半导体的基本需求。它有 PNP 和 NPN 晶体管、 N 沟道和 P 沟道 的Mosfet管,二极管,可调电压电阻和可调节稳压器。
本指南将引导您去认识每个件元。
基本材料
套件内容
套件撒在工作台上
内容列表
你将在套件中找到以下东西。
Discrete Semiconductor Kit Bill Of Materials 分立半导体套件物料清单 | |||||
Quantity | Part Number & Link toDatasheet |
Type | Marking | ||
25 | 2N3904 | NPN Transistor | 2N3904 | ||
25 | 2N3906 | PNP Transistor | 2N3906 | ||
10 | 5LN01SP | N-channel MOSFET | YB | ||
10 | 5LP01SP | P-Channel MOSFET | XB | ||
20 | 1N4148 | Silicon Diode | 4148 | ||
20 | 1N4004 | Power Diode | 1n4004 | ||
5 | TL431A | Voltage Reference | TL431A | ||
5 | LM317L | Voltage Regulator | LM317LZ |
这些元件很多看起来非常相似。上面的”标记”列说明了标记,你会发现它打印在元件的身上。但Mosfet管例外,标志通常包含一个版本的元件号。一些地方也可能有其他符号或印刷、标明生产厂家和生产日期之类的东西。
双极型晶体管、 基准电压和稳压管都来自常见TO-92 形式封装,有铅笔上的橡皮擦大小的身体和三个突出的腿。Mosfet 是略小的 SC-72 (AKA”单人水疗”) 封装。
TO-92和SC-72封装比较
这些元器件的极性是很重要的,通常用引脚号码来标明。
若要标识针脚,握住元器件让标记面向你,并且元器件的腿朝下。从左到右,针脚编号 1、 2 和 3。分配给每个引脚的功能取决于元器件,和我们将为每个部分在其各自的部分作说明。
TO-92引脚数字
规格
由于分立半导体是电子线路的基本构建基块,他们比其他元件有更详细的规格。在一个应用程序中的关键参数在另一个应用程序中可能是荒谬的。这样一来,我们就很难给部分规格呈现一个简短的概要。我们决定通过将表中的元件编号链接到相应的数据表,使访问参数信息变得更容易,而不是列出一些内联的参数。
二极管
二极管在半导体套件中是最简单的,每个都有两个头。他们是两个硅二极管,大致相同,但有不同的最大电压和电流规格。
功率二极管
1N4004 功率二极管是有灰色的斑纹的黑色圆筒,比小信号二极管大。在套件中这种二极管有20个。他们的标记”1N4004″是打印在身体上的。
1N4004
因为这些是功率二极管,他们可以承受高电压和电流。他们能承受400V 最大反向额定电压和输出的 1A最大整流平均电流。打开它们所需正向的电压较高,最大在 1 伏左右。平时的压降在工作台上由实际正向电压测试显示较低,约 0.7 V
功率二极管通常用作桥式整流器电源。
小信号二极管
在套件中有 1N4148 小信号二极管 20 件。它比功率二极管小,是橙色的玻璃身体,和一端的脚有条纹。
1N4148
“4148”印在了二极管的身体上,但因为身体是很小的所以数字很难看到。
这些二极管适合不需要高电压或电流的应用程序。他们能承受100V 最大反向额定电压和200马平均正向电流。像功率二极管,规定的最大正向电压是 1V,但通常的措施更接近 0.65V。典型应用包括二极管逻辑门或精密整流器。
二极管极性
这两个二极管的极性由身体一端上的条纹标明。条纹对应符号中的线,指示阴极。(没有条纹) 的另一端是阳极,由三角形符号表示。
Diode Polarity
一旦超过了正向电压,电流从阳极到阴极通过二极管。这就有了一些助记符去记忆哪个是终端设备。
- 图式符号中的线,在二极管身体上打印,是阴极。线的有点类似于一个减号,因为二极管的末端有更多的负出现
- 在电路符号三角形是阳极,字母”A”由一个三角形组成。
- 三角形符合也与我们用来表示电流流动的箭头的画法相匹配。
记住二极管的画法
晶体管
双极性型晶体管
一般的晶体管是双极结型晶体管。电气工程师经常缩写为”BJT。”此套件包括了缩略名称为 2n3904 和 2n3906 的双极结型晶体管 25 件。这些是无处不在的”糖果”元件,可用于许多通用晶体管电路。
如果你看一本基本晶体管电路书,那将是你碰到 2N3904 和它的互补量2N3906的好机会。他们生产了很长时间,,是非常有用的通用晶体管。
2N3904 NPN
清楚地标记了2N3904
引出线是相当平直向前的︰
- 发射极
- 基极
- 集电极
2N3904s 是很容易在面包板上使用,因为基极是在中间 —— 符号和自己本身对应。
2N3906 PNP
2N3906 是 2N3904 的PNP式互补的量。
同样清楚地标记
2N3904 和 2N3906的引脚顺序是很容易记住的,因为它们是一样,只需要记住字母”EBC”
尽管针脚有相同的顺序,请记住,发射极在 NPN 和 PNP 之间是相反的 !你可以考虑把 2N3906 作为 2N3904 的镜像。
绝缘栅型场效应管
套装中的 绝缘栅型场效应管小于其他晶体管——身体大约是大小的一半。因为尺寸小,所以绝缘栅型场效应管是没有太多空间去打印的,所以零件号都是简洁的代码。
5LN01SP N 沟道绝缘栅型场效应管
YB是不太明显的
字母”YB”是包装上的标识符。照片的元件上的其他标记很多是数字或日期代码,如果你不知道如何对它进行解码也没关系。
- 源极
- 栅极
- 漏极
5LN01SP P 沟道绝缘栅型场效应管
由于涉及基础的半导体物理,P 沟道绝缘栅型场效应管通常少于 N 沟道。5Lx01SP 家族是有点独特,它包括一个 P 沟道的变形,是对其 N 沟道同级的合理补充。
“XB”不是XBee
再次,元件上的标记是有点含糊 — —印上元件上的”XB”是标识符
引出线匹配其 N 沟道电极 (源极、 栅极、 漏极)。像双极性晶体管,这些 Mosfet 具有相同的引出线,但是极性接反。
虽然 5LP01SP 作为 5LN01SP 的补充,其规格不是完美的镜面图像。其跨导更低,栅极电容更高、 开关时间较慢。这些差异在典型应用程序中可能并不重要。
电压设备
对于下面的两个元件,我们实际上有点盗窃了离散的定义。其实他们两个是集成电路 !
他们虽然仍在到 92 封装包。第一个实际上一般用做齐纳二极管的替代品。第二个是一种电压调节器 —— 再次强调,它不是分立的但在周围很容易获得。
TL431A电压调节器
当我们在套件中选择这个元件时,我们认为它可能有一些齐纳二极管的特性——但由于齐纳电压问题没有使得它并没有完全一样。我们真正想要的是可调的齐纳二极管︰ 输入 TL431A 电压参考。它的功能类似于一个稳压二极管,但它的电压是使用外部电阻器进行设置的。
TL431A
输出电压可以在2.5 v内变化和电源电压在 36V 之内。像齐纳分流,它需要电阻与阴极串联。
当您想要生成一个稳定恒定的电压,但输入的电压变化,齐纳分流电路非常有用。例如,红板可以接受 7 和15V之间的直流电源。如果我们需要得到一个稳定的参考电压,那最明显的做法是使用一个分压器,但是我们会发现,由此产生的电压将与输入电压稳定的参考电压有所不同。齐纳分流 (或源电压基准) 是产生输入独立参考电压的一种方式。
极性
TL431A 有三个端头、,是参考电压、 阳极和阴极。阳极和阴极的术语借用于齐纳二极管。
只是提醒一下 —— 当我们使用齐纳二极管作为参考电压时,我们可以利用其反向击穿电压。更简单的说,我们把更多的正电压应用于阴极使他们偏置。
当我们以下示例进行探讨会更为合理。
简单电路
最简单的 TL431A 电路需要一个电阻在阴极上。参考引脚绑在阴极上,输出取自阴极。不论输入电压多大,其在阴极上的结果是2.5V
上图所示选择的输入电阻使TL431A偏向至少 1mA 。你可以用公式 Rin = (Vin-Vout) / 0.001找到一个最大值。典型的应用程序使用 150 Ω 和接 10 k ω 之间的电阻。因为用作不带负载的电压调节器,输入的电阻是相对不那么重要,即使提供大电流,一个较小的电阻会消失较少的电力。
不同的输出电压要求两个以上的电阻。
如果你使用电位器 R1,那么你可以做出一个多变的电压可调器,就像图 10的数据表所示。
你会注意到,第一个电路实际上是第二个电路的极端例子。R1 为 0,R2 是无穷大,R1/R2 极限成为 0,而输出成为 Vout = (2.5 v * 1) 或只是 2.5 v。
TL431A 的输出是最适合作为其他电路 (如比较器或模拟数字转换器的调节器),并不是只适合于为外部电路供电。当它创建一个稳定的输出电压,它需要阴极电阻,如果负载承受很多的电流的时候阴极电阻将散发热量。可调稳压器是一种类似的绕过此限制的集成电路。
LM317L电压稳压管
LM317L 类似于 TL431A,但它旨在用作电源的一部分。
LM317L
你会注意到这张照片中的元件标记有额外”Z”后缀,表示TO-92 的身体是松散的碎片打包起来的 (如相反的磁带)。
LM317L 的配置也是类似于 LT431A,用一双电阻设置输出电压。你会注意到,像 TL431A 一样,它不需要输入电阻。
在此电路中,值得注意的是从输入到地的电容和从输出到地的电容。
数据表表明:
输入的电容不是必需的,但建议有,特别是在调节器不是很接近电源滤波电容器的情况下。
…
输出电容提高了瞬态响应,但是为了稳定不需要添加输出电容。它还建议输入电容为 0.1 u f ,和输出电容为 1uF
LM317L 额定供应达 100 mA。如果你需要更多的电流,考虑加强 LM317L 的较大的兄弟即TO- 220 套管的 LM317。如果您添加一个大型的散热器,你明显可以从中汲取更多的电流。
(注:文章来源于Sparkfun社区)