Mạch Transistor trong Proteus

Mạch Transistor trong Proteus

Phần mềm Proteus chứa một số lượng lớn gần như tất cả các loại transistor. Phần mềm này có thể được sử dụng như một công cụ chọn lọc Transistor trong thiết kế mạch. Chương này về Proteus giải thích về các mạch cơ bản sử dụng transistor và phân tích những mạch đó với các công cụ có sẵn trong phần mềm.

Proteus cung cấp các loại transistor khác nhau như BJT, FET, MOSFET và một số công tắc bán dẫn điện tử công suất như SCR, TRIAC, IGBT vv. Thường thì BJT được sử dụng cho ứng dụng công suất thấp và khuếch đại, trong khi MOSFET, IGBT được sử dụng cho tần số chuyển đổi cao và các tải có công suất cao; ví dụ như biến áp ngược, UPS trong nhà vv. Mặc dù SCR, TRIAC không thuộc trực tiếp vào loại transistor, chúng cũng tương tự như transistor trong mạch AC.

Transistor dưới dạng Công Tắc

Ứng dụng cơ bản của một transistor là sử dụng nó như một công tắc. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là điều khiển một relay để bật/tắt một tải. Tín hiệu điều khiển có thể được thu được bằng cách nhập thủ công hoặc có thể được tạo ra bởi một khối khác trong mạch.

Ví dụ này giải thích cách sử dụng một transistor như một công tắc trong phần mềm Proteus, để điều khiển một relay bằng cách sử dụng transistor BC 547.

Video dưới đây sẽ hướng dẫn cách vẽ mạch trong không gian làm việc và hoạt động cơ bản của mạch.

Một transistor trong ứng dụng công tắc có hai chế độ hoạt động là chế độ Cắt và chế độ Bão hòa. Nếu không áp dụng tín hiệu cơ sở, transistor sẽ ở trạng thái TẮT được biết đến là trạng thái Cắt. Khi áp đủ Vbe được áp dụng, transistor sẽ BẬT và ở trong trạng thái bão hòa. Các điều kiện hoạt động điển hình cho các chế độ khác nhau của một transistor cụ thể được lấy từ bảng dữ liệu của nó.

Như đã đề cập trước đó, phần mềm Proteus có thể được sử dụng để phân tích các mạch. Video dưới đây sẽ hướng dẫn cách phân tích một mạch transistor.

Mạch latching hai trạng thái sử dụng transistor

Mạch hai trạng thái (bi-stable) có hai trạng thái ổn định, tức là terminal đầu ra được chọn làm tham chiếu sẽ ở trạng thái Cao hoặc Thấp tùy thuộc vào vị trí của công tắc.

Trạng thái của các transistor được thay đổi bằng cách thay đổi vị trí của công tắc. Giữa hai hoạt động chuyển đổi, các transistor giữ nguyên một trong hai trạng thái ổn định của chúng. Video dưới đây sẽ giải thích hoạt động của mạch này.

Mạch đơn ổn định (Monostable) sử dụng transistor

Mạch đơn ổn định (Monostable) chỉ có một trạng thái ổn định, tức là terminal đầu ra được chọn làm tham chiếu sẽ ở trạng thái Cao hoặc Thấp trong một khoảng thời gian được đặt trước.

Bằng cách áp dụng cạnh âm vào transistor đầu ra, nó sẽ chuyển từ trạng thái Thấp sang trạng thái Cao và ở trong trạng thái cao trong một khoảng thời gian ổn định là T, sau đó quay trở lại trạng thái thấp, tức là trạng thái ổn định.

T=0.693*R*C

Ban đầu, Q2 sẽ ở trạng thái TẮT và tụ sẽ được sạc lên đến Vcc. Khi xung dương được áp dụng, Q2 sẽ bật và Q1 sẽ tắt. Tụ sẽ xả qua Q2. Sau khi tụ xả hoàn toàn, Q2 sẽ tắt và sạc qua Q1, khiến nó bật.

Mạch dao động không ổn định (Astable Multivibrator)

Mạch không ổn định (Astable) không có trạng thái ổn định, tức là trạng thái đầu ra chuyển đổi liên tục theo chu kỳ thời gian được đặt trước. Mạch này còn được gọi là bộ dao động tự do (free running oscillator). Nó được sử dụng trong các mạch biến tần sóng vuông, mạch đèn chạy vv.

Các chu kỳ sạc và xả như trong mạch đơn ổn định xảy ra liên tục trong mạch này, do đó tạo thành một bộ dao động tự do. Chu kỳ thời gian được tính từ,

T=0.693*R*C

Mạch biến tần sóng vuông

Bằng cách sử dụng transistor công suất, mạch biến tần sóng vuông có thể được thiết kế. Mạch dưới đây sử dụng bộ tạo xung trong phần mềm để cung cấp tín hiệu chuyển mạch cho các transistor.

Mạch biến tần cơ bản là một bộ khuếch đại Push-Pull. Khi tín hiệu chuyển mạch là +ve sat, transistor NPN được bật và transistor PNP được tắt. Tương tự, khi tín hiệu chuyển mạch là -ve sat, transistor PNP được bật và transistor NPN được tắt. Điều này làm cho dòng điện chảy qua tải ở cả hai hướng.

Một biến áp và một tụ phù hợp có thể được kết nối (ở cấp thứ cấp) để nâng áp đầu ra của tải lên. Tuy nhiên, ví dụ này tập trung vào việc sử dụng transistor trong phần mềm Proteus.