이 강사는 몇 가지 저항, 전압 소스 및 트랜지스터를 사용하여 큰 전압 소스를 만드는 방법을 알려줍니다. 전자 제품에 대한 최소한의 지식 만 있으면됩니다!
용품:
1 단계 : 동기 부여
간단한 용어로, 우리는 전압 (또는 더 구체적으로는 전위차)를 회로의 에너지 원으로 간주합니다. 부하가 무엇이든 (iPhone, 스피커 등) 무엇이든, 기능을 수행하려면 전압을 제공해야합니다.
전압 소스를 가지고 있지만 조정이 불가능하고 부하가 더 작은 전압을 필요로한다고 가정 해보십시오. 이 문제를 해결하는 가장 간단한 방법은 두 개의 레지스터 세트를 사용하는 것입니다. 전압 분배기. 전압 분배기가 어떻게 작동하는지 알면 전자 회로의 많은 부분이 어떻게 작동하는지 알 수 있습니다!
2 단계 : 전압 분배기 작동 원리 - 예
전압 분배기는 입력 전압의 일부를 출력함으로써 작동합니다. 이 비율은 두 개의 저항 사이의 관계에 의해 결정됩니다. 키르코프의 법칙 몇 가지 입력 전압 Vin과 두 개의 저항 R1과 R2로 구성된 회로에서 R2를 통해 소비되는 전압은
Vin * R2 / (R1 + R2) .
R2와 병렬로 부하를 연결하면 R1과 R2 값이 좋은 전압 (Vin 미만)을 제공 할 수 있습니다.
예를 들어, Vin이 15V이고 R1과 R2가 모두 100ohm 인 경우 (첨부 파일에서와 같이) voltage-divider.pdf ), Vout = 15 * (100) / (200) = 7.5V입니다. 따라서 고정 15V 소스에서 7.5V의 출력을 얻을 수 있습니다!
3 단계 : 전압원 (또는 Sag 소개)과 같은 전압 분배기의 문제점
그만큼 테베 인 저항 (우리는 전압원의 내부 저항이라고 생각할 수있다)은 전압 분배기의
R1R2 / (R1 + R2) .
전압 분배기를 제작하여 전압 소스로 사용하는 것이 쉽지만 큰 문제가 하나 있습니다. 부하에 걸리는 실제 전압은 부하의 저항에 의존하는 것으로 나타났습니다.
부하 저항에 대한 전압 의존성은 처짐이는 전압원에 바람직하지 않다. 이상적으로는 저항에 상관없이 부하에서 일정한 전압을 유지할 수 있습니다. 그러나 부하를 연결할 때 부하 저항과 R2를 병렬로 고려해야합니다. 이러한 저항을 추가하려면 방정식을 따르기 만하면됩니다
1 / Req = 1 / R2 + 1 / R3 ,
여기서 1 / R3은 부하의 저항입니다. 이렇게하면 실제 전압 분배기를 구성하는 두 저항의 등가 저항이기 때문에 두 저항의 저항을 함께 추가 할 수 있습니다. 두 가지를 염두에두고 전압 분배기가 작은 부하로 얼마나 많이 처짐을 느낄 수 있는지 보여주는 예제를 볼 수 있습니다.
예전과 같은 저항기가 있다고 가정 해 봅시다. 그러나 이번에는 10 옴로드를 추가 할 것입니다. 100 옴의 전압 분배기에서 두 번째 저항 대신에 병렬 저항을 고려해야하고 Req를 저항으로 사용해야합니다.
병렬로 10 옴과 100 옴 저항을 사용하면 등가 저항은 9.09 옴 (1 / 10 + 1 / 100 = .11, 1 / .11 = 9.09)이됩니다. 이것이 전압 분배기의 두 번째 저항으로 사용될 때 9.09 / 109.09 * 15 = 1.25V를 출력하는 전압 분배기를 얻을 수 있습니다. 이는 우리가 원하는 7.5V보다 훨씬 적습니다!
우리가 궁극적으로 원하는 것은 딱딱한 전압 소스, 또는 어떤 부하 저항에 관계없이 전압 출력을 변경하지 않는 것.
4 단계 : 트랜지스터로 문제 해결 - 에미 터 추종자
이 문제에 대한 좋은 해결책은 이미 터 후속아르 자형. 이미 터 팔로워는 입력 전압으로 구성되며 (동일한 소스에서 온 것이거나 그렇지 않을 수도 있음) 베이스 과 수집기 우리가 부르는 것의 트랜지스터, 트랜지스터의 출력 전압 (결국 우리 부하)과 에미 터.
트랜지스터로 작업 할 때 알아야 할 두 가지 주요 규칙이 있습니다.
1. 에미 터 전압은 항상베이스 전압 - 0.6V 강하 (베이스를 이미 터에 연결하는 다이오드의 경우)입니다.
2. 에미 터의 전류는 항상 컬렉터의 전류와 같습니다. 이는베이스에서 나오는 전류보다 약 100 배 큰 것입니다. ( 콜렉터 소스가 그 레벨에서 전류를 유지하기에 충분한 전압을 낼 수 없다면, 부하는 전압을 얻지 못할 것입니다. 또한 컬렉터의 전압은베이스로부터의 전압보다 항상 약 0.2V 높아야합니다. 그렇지 않으면 트랜지스터가 끊어집니다.)
언뜻 보면 에미 터 팔로워는 쓸모없는 회로처럼 보입니다. 우리의 출력 전압은 단순히 트랜지스터를 통과하는 0.6 볼트를 뺀 입력 전압입니다.
그러나 에미 터 팔로워는 전압 소스를 "강화 (stiffening)"(즉, 전압 강하를 줄이는) 측면에서 매우 유용 할 수 있습니다. 이상적으로는 전압원의 내부 저항은 최소화되고 부하 저항은 최대입니다. 우리는 전압 소스가 큰 저항을 갖는 부하를 "선호"하고 낮은 내부 저항을 갖는 "선호하는"전압 소스를로드한다고 생각할 수 있습니다.
이미 터와베이스 사이의 전류 차이가 약 100 인 경우, 전압 소스 (우리의 경우 전압 분배기의 테 베인 저항이라고하는 것)의 저항이로드에 비해 100 배 작아 져서 우리 처지 문제!
앞의 예제를 다시 살펴 보겠습니다.하지만 이제 에미 터 팔로워 전압 소스를 사용합니다. Vout = Vin * (Rload) / (Rload + Rth / 100) = 15 * (10) / (10 + 50 / 100) = 15 * (10) / (10.5) = 14.28V.
5 단계 : 좋은 전압원 (또는 적어도 더 나은 곳)
여기에 표시된이 회로는 25mA의 부하를 통과하는 최대 전류에서 5 % 만 저하되는 딱딱한 5V 전류를 전달하는 회로입니다. 이것들은 일반적으로 전원이 켜지는 대부분의 회로에 적합한 번호이며 필요에 따라 번호를 변경할 수 있습니다. 이미 터 외부의 두 번째 저항은 부하가 계속 폭주하는 것을 막아줍니다. 두 번째 저항이 설계에 영향을 미치지 않도록하려면이 저항을 부하의 저항보다 훨씬 높게 유지해야합니다 (병렬 저항 방정식 참조).
