Penjelasan Sirkuit Elektronik Dasar - Panduan Pemula untuk Elektronik

Artikel di bawah ini secara komprehensif membahas semua fakta dasar, teori dan informasi mengenai cara kerja dan penggunaan komponen elektronik umum seperti resistor, kapasitor, transistor, MOSFET, UJT, triac, SCR.

Berbagai rangkaian elektronik dasar kecil yang dijelaskan di sini dapat diterapkan secara efektif sebagai blok bangunan atau modul untuk membuat sirkuit multistage, dengan mengintegrasikan desain satu sama lain.

Kami akan memulai tutorial dengan resistor, dan mencoba memahami tentang cara kerja dan aplikasinya.

Namun sebelum kita mulai mari kita segera merangkum berbagai simbol elektronik yang akan digunakan dalam skema artikel ini.

Bagaimana Resistor Bekerja

Itu fungsi resistor adalah menawarkan resistansi terhadap aliran arus. Satuan hambatannya adalah Ohm.

Ketika beda potensial 1 V diterapkan pada resistor 1 Ohm, arus 1 Ampere akan dipaksa masuk, sesuai hukum Ohm.

Tegangan (V) bertindak seperti beda potensial melintasi resistor (R)

Arus (I) merupakan aliran elektron melalui resistor (R).

Jika kita mengetahui nilai dari dua 3 elemen ini V, I dan R, nilai dari elemen ketiga yang tidak diketahui dapat dengan mudah dihitung menggunakan hukum Ohm berikut:

V = I x R, atau I = V / R, atau R = V / I

Ketika arus mengalir melalui resistor, itu akan menghilangkan daya, yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

P = V X I, atau P = I^duax R

Hasil dari rumus di atas akan dalam satuan Watt, artinya satuan daya adalah watt.

Selalu penting untuk memastikan bahwa semua elemen dalam rumus dinyatakan dengan satuan standar. Misalnya, jika kita menggunakan millivolt, maka harus diubah menjadi volt, demikian pula miliamps harus diubah menjadi Ampere, dan milliohm atau kiloOhm harus diubah menjadi Ohm saat memasukkan nilai dalam rumus.

Untuk sebagian besar aplikasi, watt resistor dalam 1/4 watt 5% kecuali ditentukan lain untuk kasus khusus di mana arusnya sangat tinggi.

Resistor dalam Koneksi Seri dan Paralel

Nilai resistor dapat disesuaikan dengan nilai khusus yang berbeda dengan menambahkan berbagai nilai dalam jaringan seri atau paralel. Namun, nilai resultan dari jaringan tersebut harus dihitung dengan tepat melalui rumus seperti yang diberikan di bawah ini:

Cara Menggunakan Resistor

Resistor biasanya digunakan untuk membatasi arus melalui beban seri seperti lampu, LED, sistem audio, transistor, dll. untuk melindungi perangkat yang rentan ini dari situasi arus berlebih.

Dalam contoh di atas, file saat ini meskipun LED dapat dihitung menggunakan hukum Ohm. Namun, LED mungkin tidak mulai menyala dengan benar hingga level tegangan maju minimum diterapkan, yang mungkin berada di antara 2 V hingga 2,5 V (untuk LED MERAH), oleh karena itu rumus yang dapat diterapkan untuk menghitung arus melalui LED akan menjadi

I = (6 - 2) / R

Pembagi Potensial

Resistor dapat digunakan sebagai pembagi potensial , untuk mengurangi tegangan suplai ke tingkat yang lebih rendah yang diinginkan, seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut:

Namun, pembagi resistif tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan referensi, hanya untuk sumber impedansi tinggi. Output tidak dapat digunakan untuk mengoperasikan beban secara langsung, karena resistor yang terlibat akan membuat arus sangat rendah.

Sirkuit Jembatan Wheatstone

Jaringan jembatan wheatstone adalah rangkaian yang digunakan untuk mengukur nilai resistor dengan sangat akurat.

Sirkuit fundamental dari jaringan jembatan wheatsone ditunjukkan di bawah ini:

Detail kerja jembatan wheatstone, dan cara mendapatkan hasil yang tepat menggunakan jaringan ini dijelaskan dalam diagram di atas.

Sirkuit Jembatan Wheatstone Presisi

Rangkaian jembatan wheatstone yang ditunjukkan pada gambar di sebelahnya memungkinkan pengguna mengukur nilai resistor yang tidak diketahui (R3) dengan presisi sangat tinggi. Untuk ini, peringkat resistor yang diketahui R1 dan R2 harus akurat juga (tipe 1%). R4 harus menjadi potensiometer, yang dapat dikalibrasi secara tepat untuk pembacaan yang dimaksudkan. R5 dapat menjadi preset, diposisikan sebagai penstabil arus dari sumber listrik. Resistor R6 dan sakelar S1 bekerja seperti jaringan shunt untuk memastikan perlindungan yang memadai dari meteran M1. Untuk memulai prosedur pengujian, pengguna harus menyesuaikan R4 sampai diperoleh pembacaan nol pada meter M1. Syaratnya, R3 akan sama dengan penyesuaian R4. Jika R1 tidak identik dengan R2, maka rumus berikut dapat digunakan untuk menentukan nilai R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Kapasitor

Kapasitor bekerja dengan menyimpan muatan listrik dalam beberapa pelat internal, yang juga membentuk ujung terminal elemen. Satuan pengukuran kapasitor adalah Farad.

Kapasitor dengan nilai 1 Farad ketika dihubungkan melalui suplai 1 volt akan dapat menyimpan muatan 6,28 x 10¹⁸elektron.

Namun, dalam praktik elektronik, kapasitor di Farad dianggap terlalu besar dan tidak pernah digunakan. Sebaliknya unit kapasitor yang jauh lebih kecil digunakan seperti picofarad (pF), nanofarad (nF), dan mikrofarad (uF).

Hubungan antara unit di atas dapat dipahami dari tabel berikut, dan ini juga dapat digunakan untuk mengubah satu unit menjadi unit lainnya.

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

Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Kapasitor akan langsung mengisi daya ketika kabelnya dihubungkan ke suplai tegangan yang sesuai.

Itu proses pengisian dapat ditunda atau dibuat lebih lambat dengan menambahkan resistor secara seri dengan input suplai, seperti yang digambarkan pada diagram di atas.

Proses pemakaiannya juga serupa tetapi sebaliknya. Kapasitor akan langsung keluar saat kabelnya disambungkan. Proses pelepasan dapat diperlambat secara proporsional dengan menambahkan resistor secara seri dengan kabel.

Kapasitor Seri

Kapasitor dapat ditambahkan secara seri dengan menghubungkan ujungnya satu sama lain seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Untuk kapasitor terpolarisasi, sambungannya harus sedemikian rupa sehingga anoda dari satu kapasitor terhubung dengan katoda kapasitor lainnya, dan seterusnya. Untuk kapasitor non-polar, kabel dapat dihubungkan dengan cara apa pun.

Jika dihubungkan secara seri maka nilai kapasitansi akan berkurang, misalnya ketika dua buah kapasitor 1 uF dihubungkan secara seri maka nilai resultannya menjadi 0,5 uF. Ini sepertinya kebalikan dari resistor.

Ketika dihubungkan dalam koneksi seri, itu menambahkan peringkat tegangan atau nilai tegangan rusaknya kapasitor. Misalnya, ketika dua kapasitor pengenal 25 V dihubungkan secara seri, rentang toleransi tegangannya bertambah dan meningkat menjadi 50 V.

Kapasitor secara Paralel

Kapasitor juga dapat disambungkan secara paralel dengan menggabungkan kabelnya yang sama, seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Untuk kapasitor terpolarisasi, terminal dengan kutub serupa harus dihubungkan satu sama lain, untuk tutup non-polar pembatasan ini dapat diabaikan. Ketika dihubungkan secara paralel, nilai total kapasitor yang dihasilkan meningkat, yang sebaliknya terjadi pada resistor.

Penting: Kapasitor yang terisi daya dapat menahan muatan di antara terminalnya untuk waktu yang sangat lama. Jika voltase cukup tinggi di kisaran 100 V dan lebih tinggi dapat menimbulkan guncangan yang menyakitkan jika kabel disentuh. Tingkat tegangan yang lebih kecil dapat memiliki daya yang cukup bahkan untuk melelehkan sepotong kecil logam saat logam dibawa di antara kabel kapasitor.

Cara Menggunakan Kapasitor

Penyaringan Sinyal : Kapasitor dapat digunakan untuk tegangan penyaringan dalam beberapa cara. Ketika terhubung melalui suplai AC, ia dapat melemahkan sinyal dengan membumikan beberapa kontennya, dan memungkinkan nilai rata-rata yang dapat diterima pada output.

Pemblokiran DC: Kapasitor dapat digunakan dalam koneksi seri untuk memblokir tegangan DC dan melewatkan AC atau konten DC yang berdenyut melaluinya. Fitur ini memungkinkan peralatan audio menggunakan kapasitor pada koneksi input / outputnya untuk memungkinkan lewatnya frekuensi audio, dan mencegah tegangan DC yang tidak diinginkan memasuki jalur amplifikasi.

Filter Catu Daya: Kapasitor juga berfungsi sebagai Filter suplai DC di sirkuit catu daya. Dalam catu daya, setelah perbaikan sinyal AC, DC yang dihasilkan mungkin penuh dengan fluktuasi riak. Kapasitor bernilai besar yang dihubungkan melintasi tegangan riak ini menghasilkan filtrasi dalam jumlah besar yang menyebabkan DC berfluktuasi menjadi DC konstan dengan riak berkurang ke jumlah yang ditentukan oleh nilai kapasitor.

Cara Membuat Integrator

Rangkaian integator berfungsi untuk membentuk sinyal gelombang persegi menjadi bentuk gelombang segitiga, melalui resistor, kapasitor atau Jaringan RC , seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Di sini kita dapat melihat resistor berada di sisi masukan, dan dihubungkan secara seri dengan garis, sedangkan kapasitor dihubungkan pada sisi keluaran, melintasi ujung keluaran resistor dan garis ground.

Komponen RC bertindak seperti elemen konstanta waktu di rangkaian, yang hasil kalinya harus 10 kali lebih tinggi dari periode sinyal input. Jika tidak, hal itu dapat menyebabkan amplitudo gelombang segitiga keluaran berkurang. Dalam kondisi seperti itu rangkaian akan berfungsi seperti filter lolos rendah yang memblokir input frekuensi tinggi.

Cara Membuat Diferensiator

Fungsi rangkaian diferensiator adalah untuk mengubah sinyal input gelombang persegi menjadi bentuk gelombang berduri yang memiliki bentuk gelombang naik tajam dan gelombang turun lambat. Nilai konstanta waktu RC dalam hal ini harus 1/10 dari siklus input. Sirkuit diferensiator biasanya digunakan untuk menghasilkan pulsa pemicu pendek dan tajam.

Memahami Dioda dan Penyearah

Dioda dan penyearah dikategorikan di bawah perangkat semikonduktor , Yang dirancang untuk melewatkan arus hanya dalam satu arah tertentu sedangkan blok dari arah yang berlawanan. Namun, modul berbasis dioda atau dioda tidak akan mulai melewatkan arus atau konduksi sampai level tegangan maju minimum yang diperlukan diperoleh. Misalnya dioda silikon hanya akan bekerja ketika tegangan yang diberikan di atas 0,6 V, sedangkan dioda germanium akan berjalan minimal 0,3 V.Jika dua dioda dihubungkan secara seri maka persyaratan tegangan maju ini juga akan berlipat ganda menjadi 1,2 V, dan seterusnya.

Menggunakan Dioda sebagai Penetes Tegangan

Seperti yang telah kita bahas di paragraf sebelumnya, dioda membutuhkan sekitar 0,6 V untuk mulai berjalan, ini juga berarti bahwa dioda akan menurunkan level tegangan ini ke output dan ground. Misalnya, jika 1 V diterapkan, dioda akan menghasilkan 1 - 0,6 = 0,4 V pada katodanya.

Fitur ini memungkinkan dioda untuk digunakan sebagai penetes tegangan . Penurunan tegangan yang diinginkan dapat dicapai dengan menghubungkan jumlah dioda yang sesuai secara seri. Oleh karena itu jika 4 dioda dihubungkan secara seri, itu akan membuat pengurangan total 0,6 x 4 = 2,4 V pada output dan seterusnya.

Rumus untuk menghitung ini diberikan di bawah ini:

Tegangan Output = Tegangan Input - (jumlah dioda x 0,6)

Menggunakan Diode sebagai Pengatur Tegangan

Dioda karena fitur penurunan tegangan maju mereka juga dapat digunakan untuk menghasilkan tegangan referensi yang stabil, seperti yang ditunjukkan pada diagram sebelah. Tegangan keluaran dapat dihitung melalui rumus berikut:

R1 = (Vin - Vout) / I

Pastikan untuk menggunakan nilai watt yang tepat untuk komponen D1 dan R1 sesuai dengan watt beban. Mereka harus dinilai setidaknya dua kali lebih banyak dari beban.

Segitiga ke Gelombang Sinus

Dioda juga bisa berfungsi sebagai gelombang segitiga ke gelombang sinus , seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Amplitudo gelombang sinus keluaran akan tergantung pada jumlah dioda yang dirangkai seri dengan D1, dan D2.

Voltmeter Pembacaan Puncak

Dioda juga dapat dikonfigurasi untuk mendapatkan pembacaan tegangan puncak pada voltmeter. Di sini, dioda bekerja seperti penyearah setengah gelombang, memungkinkan setengah siklus frekuensi untuk mengisi kapasitor C1 ke nilai puncak tegangan input. Meteran kemudian menunjukkan nilai puncak ini melalui defleksinya.

Pelindung Polaritas Terbalik

Ini adalah salah satu aplikasi dioda yang sangat umum, yang menggunakan dioda untuk melindungi sirkuit dari koneksi suplai balik yang tidak disengaja.

Kembali EMF dan Pelindung Transien

Ketika beban induktif dialihkan melalui driver transistor atau IC, tergantung pada nilai induktansinya, beban induktif ini dapat menghasilkan EMF balik tegangan tinggi, juga disebut transien balik, yang mungkin berpotensi menyebabkan kehancuran instan transistor driver atau IC. Dioda yang ditempatkan sejajar dengan beban dapat dengan mudah menghindari situasi ini. Dioda dalam jenis konfigurasi ini dikenal sebagai dioda freewheeling.

Dalam aplikasi pelindung transien, dioda biasanya dihubungkan melintasi beban induktif untuk memungkinkan melewati transien balik dari sakelar induktif melalui dioda.

Ini menetralkan lonjakan, atau transien dengan melakukan hubungan arus pendek melalui dioda. Jika dioda tidak digunakan, transien EMF belakang akan melewati transistor driver atau sirkuit ke arah sebaliknya, menyebabkan kerusakan instan pada perangkat.

Pelindung Meter

Pengukur kumparan yang bergerak dapat menjadi instrumen yang sangat sensitif, yang dapat rusak parah jika input suplai dibalik. Dioda yang dihubungkan secara paralel dapat melindungi meteran dari situasi ini.

Clipper Bentuk Gelombang

Dioda dapat digunakan untuk memotong dan memotong puncak bentuk gelombang, seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas, dan membuat keluaran dengan bentuk gelombang nilai rata-rata yang dikurangi. Resistor R2 dapat menjadi pot untuk mengatur tingkat kliping.

Clipper gelombang penuh

Sirkuit clipper pertama memiliki kemampuan untuk memotong bagian positif dari bentuk gelombang. Untuk mengaktifkan pemotongan kedua ujung gelombang masukan, dua dioda dapat digunakan secara paralel dengan polaritas yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan di atas.

Penyearah setengah gelombang

Ketika dioda digunakan sebagai penyearah setengah gelombang dengan input AC, itu memblokir setengah siklus input AC terbalik, dan memungkinkan hanya setengah lainnya untuk melewatinya, menciptakan output siklus setengah gelombang, oleh karena itu disebut penyearah setengah gelombang.

Karena setengah siklus AC dihilangkan oleh dioda, output menjadi DC dan rangkaian ini juga disebut rangkaian konverter DC setengah gelombang. Tanpa kapasitor filter, output akan menjadi DC setengah gelombang yang berdenyut.

Diagram sebelumnya dapat dimodifikasi menggunakan dua dioda, untuk mendapatkan dua keluaran terpisah dengan bagian berlawanan dari AC yang diperbaiki menjadi polaritas DC yang sesuai.

Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh, atau a penyearah jembatan adalah rangkaian yang dibangun menggunakan 4 dioda penyearah dalam konfigurasi jembatan, seperti yang digambarkan pada gambar di atas. Keistimewaan rangkaian penyearah jembatan ini adalah ia mampu mengubah setengah siklus positif dan negatif dari input menjadi output DC gelombang penuh.

DC yang berdenyut pada output jembatan akan memiliki frekuensi dua kali dari input AC karena dimasukkannya pulsa setengah siklus negatif dan positif ke dalam rantai pulsa positif tunggal.

Modul Pengganda Tegangan

Dioda juga dapat diimplementasikan sebagai tegangan ganda dengan mengalirkan beberapa dioda dengan beberapa kapasitor elektrolitik. Input harus dalam bentuk DC atau AC yang berdenyut, yang menyebabkan output menghasilkan tegangan sekitar dua kali lebih banyak daripada input. Frekuensi denyut masukan dapat berasal dari a IC 555 osilator .

Voltage Doubler menggunakan Bridge Rectifier

Doubler tegangan DC ke DC juga dapat diimplementasikan menggunakan penyearah jembatan dan beberapa kapasitor filter elektrolitik, seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Menggunakan penyearah jembatan akan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dari efek penggandaan dalam hal arus dibandingkan dengan pengganda bertingkat sebelumnya.

Voltase Empat Kali Lipat

Penjelasan di atas pengganda tegangan sirkuit dirancang untuk menghasilkan output 2 kali lebih banyak daripada level puncak input, namun, jika aplikasi membutuhkan tingkat perkalian yang lebih tinggi dalam urutan tegangan 4 kali lebih banyak maka rangkaian quadrupler tegangan ini dapat diterapkan.

Di sini, rangkaian dibuat menggunakan 4 angka dioda bertingkat dan kapasitor untuk mendapatkan tegangan 4 kali lebih banyak pada output daripada puncak frekuensi input.

Diode OR Gerbang

Dioda dapat dihubungkan dengan kabel untuk meniru gerbang logika OR menggunakan rangkaian seperti yang ditunjukkan di atas. Tabel kebenaran yang berdampingan menunjukkan logika keluaran sebagai respons terhadap kombinasi dua masukan logika.

Gerbang NOR menggunakan Dioda

Sama seperti gerbang OR, gerbang NOR juga dapat direplikasi menggunakan beberapa dioda seperti yang ditunjukkan di atas.

AND Gerbang NAND Gerbang menggunakan Dioda

Dimungkinkan juga untuk mengimplementasikan gerbang logika lain seperti gerbang AND dan gerbang NAND menggunakan dioda seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Tabel kebenaran yang ditampilkan di samping diagram memberikan respons logika yang dibutuhkan secara tepat dari pengaturan.

Modul Sirkuit Dioda Zener

Perbedaan antara penyearah dan dioda zener adalah bahwa, dioda penyearah akan selalu memblokir potensial DC balik, sedangkan dioda zener akan memblokir potensial DC balik hanya sampai ambang kerusakannya (nilai tegangan zener) tercapai, dan kemudian akan ON sepenuhnya dan memungkinkan DC lewat. melalui itu sepenuhnya.

Dalam arah maju, zener akan bertindak mirip dengan dioda penyearah dan akan memungkinkan tegangan untuk berjalan setelah tegangan maju minimum 0,6 V tercapai. Dengan demikian, dioda zener dapat didefinisikan sebagai sakelar sensitif tegangan, yang berjalan dan AKTIF ketika ambang tegangan tertentu tercapai seperti yang ditentukan oleh nilai kerusakan zener.

Misalnya, 4,7 V zener akan mulai berjalan dalam urutan terbalik segera setelah 4,7 V tercapai, sedangkan untuk arah maju hanya membutuhkan potensi 0,6 V. Grafik di bawah ini merangkum penjelasan dengan cepat untuk Anda.

Regulator Tegangan Zener

Dioda zener dapat digunakan untuk membuat keluaran tegangan stabil seperti yang ditunjukkan pada diagram sebelah, dengan menggunakan resistor pembatas. Resistor pembatas R1 membatasi arus maksimum yang dapat ditoleransi untuk zener dan melindunginya dari pembakaran karena arus berlebih.

Modul Indikator Tegangan

Karena dioda zener tersedia dengan berbagai level tegangan tembus, fasilitas dapat diterapkan untuk membuat yang efektif namun sederhana indikator tegangan menggunakan peringkat zener yang sesuai seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas.

Pengubah Tegangan

Dioda zener juga dapat digunakan untuk menggeser level tegangan ke level lain, dengan menggunakan nilai dioda zener yang sesuai, sesuai kebutuhan aplikasi.

Clipper Tegangan

Dioda zener menjadi sakelar yang dikendalikan tegangan dapat diterapkan untuk memotong amplitudo bentuk gelombang AC ke tingkat yang diinginkan lebih rendah tergantung pada peringkat kerusakannya, seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas.

Modul Rangkaian Transistor Persimpangan Bipolar (BJT)

Transistor persimpangan bipolar atau BJT adalah salah satu perangkat semikonduktor terpenting dalam keluarga komponen elektronik, dan ini membentuk blok penyusun untuk hampir semua rangkaian berbasis elektronik.

BJT adalah perangkat semikonduktor serbaguna yang dapat dikonfigurasi dan disesuaikan untuk mengimplementasikan aplikasi elektronik yang diinginkan.

Dalam paragraf berikut, kompilasi sirkuit aplikasi BJT yang dapat digunakan sebagai modul sirkuit untuk membangun aplikasi sirkuit khusus yang tak terhitung jumlahnya, sesuai kebutuhan pengguna.

Mari kita bahas secara detail melalui desain berikut ini.

ATAU Modul Gerbang

Dengan menggunakan beberapa BJT dan beberapa resistor, desain gerbang OR yang cepat dapat dibuat untuk mengimplementasikan OR keluaran logika dalam menanggapi kombinasi logika input yang berbeda sesuai dengan tabel kebenaran yang ditunjukkan pada diagram di atas.

Modul Gerbang NOR

Dengan beberapa modifikasi yang sesuai, konfigurasi gerbang OR yang dijelaskan di atas dapat diubah menjadi rangkaian gerbang NOR untuk mengimplementasikan fungsi logika NOR yang ditentukan.

AND Modul Gerbang

Jika Anda tidak memiliki akses cepat ke IC logika gerbang AND, maka mungkin Anda dapat mengkonfigurasi beberapa BJT untuk membuat rangkaian gerbang logika AND dan untuk menjalankan fungsi logika AND yang ditunjukkan di atas.

Modul Gerbang NAND

Fleksibilitas BJT memungkinkan BJT membuat rangkaian fungsi logika yang diinginkan, dan a Gerbang NAND aplikasi tidak terkecuali. Sekali lagi, menggunakan beberapa BJT Anda dapat dengan cepat membangun dan menerapkan rangkaian gerbang logika NAND seperti yang digambarkan pada gambar di atas.

Transistor sebagai Sakelar

Seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas a BJT dapat digunakan sebagai sakelar DC untuk mengalihkan beban dengan pengenal yang sesuai ke ON / OF. Dalam contoh yang ditunjukkan, sakelar mekanis S1 meniru logika input tinggi atau rendah, yang menyebabkan BJT menyalakan / mematikan LED yang terhubung. Karena transistor NPN ditampilkan, koneksi positif S1, menyebabkan sakelar BJT ON LED di sirkuit kiri, sedangkan di sirkuit sisi kanan LED dimatikan ketika S1 diposisikan di ens positif dari sakelar.

Tegangan Inverter

Sakelar BJT seperti yang dijelaskan pada paragraf sebelumnya juga dapat dihubungkan sebagai inverter tegangan, yang berarti untuk menciptakan respons output yang berlawanan dengan respons input. Pada contoh di atas, LED keluaran akan ON jika tidak ada tegangan pada titik A, dan akan mati jika ada tegangan pada titik A.

Modul Penguat BJT

BJT dapat dikonfigurasi sebagai tegangan / arus sederhana penguat untuk memperkuat sinyal input kecil ke level yang jauh lebih tinggi, setara dengan tegangan suplai yang digunakan. Diagram tersebut ditunjukkan pada diagram berikut

Modul Driver Relai BJT

Itu penguat transistor dijelaskan di atas dapat digunakan untuk aplikasi seperti a pengemudi relay , di mana relai tegangan yang lebih tinggi dapat dipicu melalui tegangan sinyal input kecil seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Relai dapat dipicu sebagai respons terhadap sinyal input yang diterima dari perangkat detektor atau sensor sinyal rendah tertentu, seperti LDR , Mikrofon, JEMBATAN , LM35 , termistor, ultrasonik dll.

Modul Pengontrol Relai

Hanya dua BJT yang dapat disambungkan seperti estafet flasher seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Rangkaian akan menghidupkan relai ON / OFF pada kecepatan tertentu yang dapat disesuaikan menggunakan dua variabel resistor R1 dan R4.

Modul Driver LED Arus Konstan

Jika Anda mencari rangkaian pengontrol arus yang murah namun sangat andal LED Anda, Anda dapat dengan cepat membangunnya menggunakan konfigurasi dua transistor seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Modul Penguat Audio 3V

Ini Penguat audio 3 V. dapat diterapkan sebagai tingkat keluaran untuk sistem suara apa pun seperti radio, mikrofon, mixer, alarm, dll. Elemen aktif utama adalah transistor Q1, sedangkan transformator keluaran masukan bertindak seperti tahap pelengkap untuk menghasilkan penguat audio dengan penguatan tinggi.

Modul Penguat Audio Dua Tahap

Untuk level amplifikasi yang lebih tinggi, penguat dua transistor dapat digunakan seperti yang ditunjukkan pada diagram ini. Di sini transistor tambahan disertakan di sisi input, meskipun trafo input telah dihilangkan, membuat rangkaian lebih kompak dan efisien.

Modul Penguat MIC

Gambar di bawah ini menunjukkan a preamplifier dasar modul sirkuit, yang dapat digunakan dengan standar apa pun electret MIC untuk meningkatkan sinyal kecil 2 mV ke tingkat 100 mV yang cukup tinggi, yang mungkin hanya cocok untuk diintegrasikan ke penguat daya.

Modul Mixer Audio

Jika Anda memiliki aplikasi di mana dua sinyal audio yang berbeda perlu dicampur dan digabungkan menjadi satu output, rangkaian berikut akan bekerja dengan baik. Ini menggunakan satu BJT dan beberapa resistor untuk implementasinya. Dua resistor variabel di sisi masukan menentukan jumlah sinyal yang dapat dicampur di dua sumber untuk amplifikasi pada rasio yang diinginkan.

Modul Osilator Sederhana

Sebuah osilator sebenarnya adalah generator frekuensi, yang dapat digunakan untuk menghasilkan nada musik melalui speaker. Versi paling sederhana dari rangkaian osilator seperti itu ditunjukkan di bawah ini hanya dengan menggunakan beberapa BJT. R3 mengontrol output frekuensi dari osilator, yang juga memvariasikan nada audio pada speaker.

Modul Osilator LC

Dalam contoh di atas kita mempelajari osilator transistor berbasis RC. Gambar berikut menjelaskan transistor tunggal sederhana, Berbasis LC atau induktansi, modul rangkaian osilator berbasis kapasitansi. Detail induktor diberikan dalam diagram. Preset R1 dapat digunakan untuk memvariasikan frekuensi nada dari osilator.

Sirkuit Metronom

Kami telah mempelajari beberapa metronom Rangkaian sebelumnya di situs web, rangkaian metronom dua transistor sederhana ditunjukkan di bawah ini.

Probe Logika

UNTUK sirkuit probe logika adalah bagian penting dari peralatan untuk memecahkan masalah kesalahan papan sirkuit penting. Unit dapat dibangun dengan menggunakan minimal satu transistor dan beberapa resistor. Desain lengkapnya ditunjukkan pada diagram berikut.

Modul Sirkuit Sirene yang Dapat Disesuaikan

A sangat berguna dan sirkuit sirene yang kuat dapat dibuat seperti yang digambarkan pada diagram berikut. Rangkaian ini hanya menggunakan dua transistor untuk menghasilkan a suara sirene jenis naik dan turun , yang dapat diubah menggunakan S1. Sakelar S2 memilih rentang frekuensi nada, frekuensi yang lebih tinggi akan menghasilkan suara yang lebih kecil daripada frekuensi yang lebih rendah. R4 memungkinkan pengguna untuk memvariasikan nada lebih jauh dalam kisaran yang dipilih.

Modul Generator Kebisingan Putih

Derau putih adalah frekuensi suara yang menghasilkan jenis suara desis berfrekuensi rendah, misalnya suara yang terdengar selama hujan deras yang konstan, atau dari stasiun FM yang tidak disetel, atau dari perangkat TV yang tidak tersambung ke sambungan kabel, kipas kecepatan tinggi dll.

Transistor tunggal di atas akan menghasilkan jenis white noise yang serupa, ketika outputnya terhubung ke amplifier yang sesuai.

Ganti Modul Debouncer

Sakelar debouncer sakelar ini dapat digunakan dengan sakelar push button untuk memastikan rangkaian yang dikendalikan oleh push button tidak pernah goyang atau terganggu akibat transien tegangan yang dihasilkan saat melepas sakelar, saat sakelar ditekan outputnya menjadi 0 V. seketika dan saat dilepaskan, output menjadi tinggi dalam mode lambat tanpa menyebabkan masalah apa pun pada tahapan sirkuit yang terpasang.

Modul Pemancar AM Kecil

Transistor yang satu ini, pemancar AM nirkabel kecil dapat mengirim sinyal frekuensi ke sebuah Radio AM menjaga jarak dari unit. Koil dapat berupa koil antena AM / MW biasa, juga dikenal sebagai koil antena loopstick.

Modul Pengukur Frekuensi

A cukup akurat pengukur frekuensi analog modul dapat dibangun menggunakan rangkaian transistor tunggal yang ditunjukkan di atas. Frekuensi input harus 1 V dari puncak ke puncak. Rentang frekuensi dapat disesuaikan dengan menggunakan nilai yang berbeda untuk C1, dan dengan mengatur pot R2 dengan tepat.

Modul Generator Pulsa

Hanya beberapa BJT dan beberapa resistor yang diperlukan untuk membuat modul rangkaian generator pulsa yang berguna seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Lebar pulsa dapat diatur menggunakan nilai yang berbeda untuk C1, sedangkan R3 dapat digunakan untuk mengatur frekuensi pulsa.

Modul Penguat Meter

Modul penguat amperemeter ini dapat digunakan untuk mengukur besaran arus yang sangat kecil dalam kisaran mikroampere, menjadi output yang dapat dibaca pada amperemeter 1 mA.

Modul Flasher Diaktifkan Cahaya

Sebuah LED akan mulai berkedip pada waktu yang ditentukan segera setelah cahaya sekitar atau cahaya eksternal terdeteksi melalui sensor cahaya yang terpasang. Aplikasi flasher peka cahaya ini mungkin beragam dan sangat dapat disesuaikan, tergantung pada preferensi pengguna.

Darkness Triggered Flasher

Cukup mirip, tetapi dengan efek berlawanan dengan aplikasi di atas, modul ini akan dimulai berkedip LED segera setelah tingkat cahaya sekitar turun menjadi hampir gelap, atau sebagaimana ditetapkan oleh jaringan pembagi potensial R1, R2.

Flasher Daya Tinggi

UNTUK flasher daya tinggi modul dapat dibangun hanya dengan menggunakan beberapa transistor seperti yang ditunjukkan pada skema di atas. Unit akan berkedip atau mengedipkan lampu pijar atau lampu halogen yang terhubung dengan terang, dan daya lampu ini dapat ditingkatkan dengan meningkatkan spesifikasi Q2 yang sesuai.

Remote Control Pemancar / Penerima Lampu LED

Kita dapat melihat dua modul rangkaian pada skema di atas. Modul sisi kiri berfungsi seperti pemancar frekuensi LED, sedangkan modul sisi kanan berfungsi seperti rangkaian penerima / detektor frekuensi cahaya. Ketika pemancar dinyalakan dan difokuskan pada detektor cahaya penerima Q1, frekuensi dari pemancar dideteksi oleh rangkaian penerima dan bel piezo yang terpasang mulai bergetar pada frekuensi yang sama. Modul ini dapat dimodifikasi dengan berbagai cara, sesuai kebutuhan spesifik.

Modul Sirkuit FET

FET adalah singkatan dari Transistor Efek Medan transistor yang dianggap sangat efisien dibandingkan dengan BJT, dalam banyak aspek.

Dalam contoh sirkuit berikut, kita akan belajar tentang banyak modul sirkuit berbasis FET yang menarik yang dapat diintegrasikan satu sama lain untuk membuat banyak sirkuit inovatif yang berbeda, untuk penggunaan dan aplikasi yang dipersonalisasi.

Sakelar FET

Di paragraf sebelumnya kita telah mempelajari cara menggunakan BJT sebagai sakelar, sama halnya, FET juga dapat diterapkan seperti sakelar ON / OFF DC.

Gambar di atas menunjukkan, FET dikonfigurasi seperti sakelar untuk menyalakan / mematikan LED sebagai respons terhadap sinyal input 9V dan 0V di gerbangnya.

Tidak seperti BJT yang dapat mengaktifkan / menonaktifkan beban output sebagai respons terhadap sinyal input serendah 0,6 V, FET akan melakukan hal yang sama tetapi dengan sinyal input sekitar 9V hingga 12 V.Namun, 0,6 V untuk BJT tergantung arus dan arus dengan 0,6 V harus tinggi atau rendah sehubungan dengan arus beban. Berlawanan dengan ini, arus penggerak gerbang masukan untuk FET tidak bergantung pada beban dan bisa serendah mikroampere.

Penguat FET

Mirip seperti BJT, Anda juga dapat memasang FET untuk memperkuat sinyal input arus sangat rendah ke output tegangan tinggi arus tinggi yang diperkuat, seperti yang ditunjukkan gambar di atas.

Modul Amplifier MIC Impedansi Tinggi

Jika Anda bertanya-tanya bagaimana menggunakan Transistor Efek Medan untuk membangun rangkaian penguat Hi-Z atau MIC impedansi tinggi, maka desain yang dijelaskan di atas dapat membantu Anda dalam mencapai tujuan.

Modul FET Audo Mixer

FET juga dapat digunakan sebagai pencampur sinyal audio, seperti yang diilustrasikan pada diagram di atas. Dua sinyal audio yang diumpankan melintasi titik A dan B dicampur bersama oleh FET dan digabungkan pada keluaran melalui C4.

FET Delay ON Circuit Module

A cukup tinggi tunda ON sirkuit timer dapat dikonfigurasi menggunakan skema di bawah ini.

Ketika S1 didorong ON, suplai disimpan di dalam kapasitor C1, dan tegangan juga mengaktifkan FET. Saat S1 dilepaskan, muatan yang tersimpan di dalam C1 terus menjaga FET ON.

Namun, FET sebagai perangkat input impedansi tinggi tidak memungkinkan C1 untuk keluar dengan cepat dan oleh karena itu FET tetap AKTIF untuk waktu yang cukup lama. Sementara itu, selama FET Q1 tetap ON, BJT Q2 yang terpasang tetap OFF, karena aksi pembalikan FET yang membuat basis Q2 tetap di-ground.

Situasi ini juga membuat bel dimatikan. Akhirnya, dan secara bertahap C1 dilepaskan ke titik di mana FET tidak dapat tetap AKTIF. Ini mengembalikan kondisi di dasar Q1, yang sekarang AKTIF dan mengaktifkan alarm buzzer yang terhubung.

Modul Delay OFF Timer

Desain ini benar-benar mirip dengan konsep di atas, kecuali untuk tahap BJT pembalik, yang tidak ada di sini. Karena alasan ini, FET bertindak seperti penundaan pengatur waktu OFF. Artinya, output tetap ON pada awalnya saat kapasitor C1 sedang dikosongkan, dan FET dinyalakan, dan akhirnya ketika C1 sepenuhnya habis, FET akan mati dan bel berbunyi.

Modul Penguat Daya Sederhana

Menggunakan hanya beberapa FET mungkin dapat dilakukan secara wajar penguat audio yang kuat sekitar 5 watt atau bahkan lebih tinggi.

Modul Flasher LED Ganda

Ini adalah sirkuit astabil FET yang sangat sederhana yang dapat digunakan untuk mem-flash dua LED secara bergantian di dua saluran untuk MOSFET. Aspek bagus dari astabil ini adalah bahwa LED akan beralih pada tingkat ON / OFF tajam yang ditentukan dengan baik tanpa efek peredupan atau slow fade and rise . Kecepatan flashing dapat disesuaikan melalui pot R3.

Modul Rangkaian Osilator UJT

UJT atau untuk Transistor Unijunction , adalah jenis transistor khusus yang dapat dikonfigurasi sebagai osilator fleksibel menggunakan jaringan RC eksternal.

Desain dasar sebuah elektronik Osilator berbasis UJT bisa dilihat pada diagram berikut. Jaringan RC R1, dan C1 menentukan keluaran frekuensi dari perangkat UJT. Meningkatkan nilai R1 atau C1 akan mengurangi laju frekuensi dan sebaliknya.

Modul Generator Efek Suara UJT

Generator efek suara kecil yang bagus dapat dibangun dengan menggunakan beberapa osilator UJT dan dengan menggabungkan frekuensinya. Diagram rangkaian lengkapnya ditunjukkan di bawah ini.

Modul Timer Satu Menit

Sangat berguna satu menit waktu tunda ON / OFF sirkuit dapat dibangun menggunakan satu UJT seperti gambar di bawah ini. Ini sebenarnya adalah rangkaian osilator yang menggunakan nilai RC tinggi untuk memperlambat laju frekuensi ON / OFF menjadi 1 menit.

Penundaan ini dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan meningkatkan nilai komponen R1 dan C1.

Modul Transduser Piezo

Transduser piezo adalah perangkat yang dibuat khusus menggunakan bahan piezo yang sensitif dan responsif terhadap arus listrik.

Bahan piezo di dalam transduser piezo bereaksi terhadap medan listrik yang menyebabkan distorsi pada strukturnya yang menimbulkan getaran pada perangkat, yang menghasilkan suara.

Sebaliknya, jika regangan mekanis yang dihitung diterapkan pada transduser piezo, hal itu secara mekanis mendistorsi bahan piezo di dalam perangkat sehingga menghasilkan jumlah arus listrik yang proporsional di seluruh terminal transduser.

Saat digunakan seperti Bel DC , transduser piezo harus dipasang dengan osilator untuk menciptakan keluaran kebisingan getaran, karena perangkat ini hanya dapat merespons frekuensi.

Gambar menunjukkan a piezo buzzer sederhana koneksi dengan sumber suplai. Bel ini memiliki osilator internal untuk merespons tegangan suplai.

Piezo buzzer dapat digunakan untuk menunjukkan logika kondisi tinggi atau rendah di sirkuit melalui rangkaian yang ditunjukkan berikut ini.

Modul Penghasil Nada Piezo

Transduser piezo dapat dikonfigurasi untuk menghasilkan keluaran nada volume rendah secara terus menerus dengan diagram rangkaian berikut. Perangkat piezo harus berupa perangkat 3 terminal.

Modul Buzzer Piezo Nada Variabel

Gambar berikutnya di bawah ini menunjukkan beberapa konsep buzzer menggunakan transduser piezo. Elemen piezo seharusnya elemen 3-kabel. Diagram sisi kiri menunjukkan desain resistif untuk memaksa osilasi pada transduser piezo, sedangkan diagram sisi kanan menunjukkan konsep induktif. Desain berbasis induktor atau kumparan menginduksi osilasi melalui lonjakan umpan balik.

Modul Sirkuit SCR

SCR atau thyristor adalah perangkat semikonduktor yang berperilaku seperti dioda penyearah tetapi memfasilitasi konduksi melalui input sinyal DC eksternal.

Namun, sesuai karakteristiknya, SCR memiliki kecenderungan untuk terkunci ketika catu beban adalah DC. Gambar berikut menunjukkan pengaturan sederhana yang memanfaatkan fitur penguncian perangkat ini untuk menghidupkan dan mematikan RL beban sebagai respons terhadap penekanan sakelar S1 dan S2. S1 menghidupkan beban, sedangkan S2 mematikan beban.

Modul Relai Teraktifkan Cahaya

Sederhana cahaya diaktifkan modul relai dapat dibangun dengan menggunakan SCR, dan a fototransistor , seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah.

Segera setelah level cahaya pada phototransistor melebihi level ambang pemicu yang ditetapkan SCR, SCR memicu dan mengunci ON, nyalakan relai. Penguncian tetap seperti itu sampai sakelar reset S1 ditekan dalam kondisi gelap yang cukup, atau daya dimatikan lalu ON ..

Osilator Relaksasi menggunakan Modul Triac

Rangkaian osilator relaksasi sederhana dapat dibangun menggunakan SCR dan jaringan RC seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini.

Frekuensi osilator akan menghasilkan nada frekuensi rendah melalui speaker yang terhubung. Frekuensi nada osilator relaksasi ini dapat diatur melalui resistor variabel R1, dan R2, dan juga kapasitor C1.

Modul Pengontrol Kecepatan Motor AC Triac

UJT biasanya terkenal dengan fungsi osilasi yang andal. Namun, perangkat yang sama juga dapat digunakan dengan triac untuk mengaktifkan 0 hingga kontrol kecepatan penuh motor AC .

Resistor R1 berfungsi seperti penyesuaian kontrol frekuensi untuk frekuensi UJT. Output frekuensi variabel ini mengalihkan triac pada tingkat ON / OFF yang berbeda tergantung pada penyesuaian R1.

Peralihan variabel triac ini pada gilirannya menyebabkan sejumlah variasi yang proporsional pada kecepatan motor yang terhubung.

Modul Penyangga Gerbang Triac

Diagram di atas menunjukkan betapa sederhananya a triac dapat dinyalakan ON OFF melalui tombol ON / OFF dan juga memastikan keamanan triac dengan menggunakan beban itu sendiri sebagai penyangga panggung. R1 membatasi arus ke gerbang triac, sementara beban tambahan memberikan perlindungan gerbang triac dari sakelar ON tiba-tiba, dan memungkinkan triac untuk AKTIF dengan mode mulai lunak.

Modul UJT Flasher Triac / UJT

Osilator UJT juga dapat diimplementasikan sebagai file Peredup lampu AC seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas.

Pot R1 digunakan untuk mengatur laju atau frekuensi osilasi, yang pada gilirannya menentukan laju sakelar ON / OFF dari triac dan lampu yang terhubung.

Frekuensi switching terlalu tinggi, lampu tampaknya tidak menyala secara permanen, meskipun intensitasnya bervariasi karena tegangan rata-rata yang melintasinya bervariasi sesuai dengan switching UJT.

Kesimpulan

Pada bagian di atas kami membahas banyak konsep dan teori dasar elektronik dan mempelajari cara mengkonfigurasi sirkuit kecil menggunakan dioda, transistor, FET, dll.

Sebenarnya ada lebih banyak lagi modul sirkuit yang dapat dibuat menggunakan komponen dasar ini untuk mengimplementasikan ide sirkuit yang diinginkan, sesuai spesifikasi yang diberikan.

Setelah menguasai semua desain dasar atau modul sirkuit ini, setiap pendatang baru di bidang ini kemudian dapat belajar untuk mengintegrasikan modul-modul ini satu sama lain untuk mendapatkan banyak sirkuit menarik lainnya atau untuk menyelesaikan aplikasi sirkuit khusus.

Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut tentang konsep dasar elektronik ini atau tentang cara bergabung dengan modul ini untuk kebutuhan khusus, silakan berkomentar dan mendiskusikan topiknya.