కొన్ని రెసిస్టర్లు, వోల్టేజ్ సోర్స్ మరియు ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి గొప్ప వోల్టేజ్ మూలాన్ని ఎలా తయారు చేయాలో ఈ బోధన మీకు నేర్పుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్స్ గురించి కనీస జ్ఞానం మాత్రమే అవసరం!
సామాగ్రి:
దశ 1: ప్రేరణ
సరళంగా చెప్పాలంటే, మనం a గురించి ఆలోచించవచ్చు వోల్టేజ్ (లేదా మరింత ప్రత్యేకంగా, సంభావ్య వ్యత్యాసం) ఒక సర్క్యూట్లో శక్తి వనరుగా. మీ లోడ్ ఏమైనప్పటికీ (ఐఫోన్, స్పీకర్లు మొదలైనవి), అది పనిచేయడానికి మీరు వోల్టేజ్ అందించాలి.
మీకు వోల్టేజ్ మూలం ఉందని చెప్పండి, కానీ ఇది సర్దుబాటు కాదు మరియు మీ లోడ్‌కు చిన్న వోల్టేజ్ అవసరం. దీనిని పరిష్కరించడానికి సరళమైన మార్గం రెండు రెసిస్టర్‌ల సమితితో ఉంటుంది, ఇది a వోల్టేజ్ డివైడర్. వోల్టేజ్ డివైడర్లు ఎలా పనిచేస్తాయో మీకు తెలిస్తే, ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లలో ఎక్కువ భాగం ఎలా పనిచేస్తుందో మీకు తెలుస్తుంది!
దశ 2: వోల్టేజ్ డివైడర్ ఎలా పనిచేస్తుంది - ఒక ఉదాహరణ
ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క కొంత భాగాన్ని అవుట్పుట్ చేయడం ద్వారా వోల్టేజ్ డివైడర్ పనిచేస్తుంది. ఈ భిన్నం రెండు రెసిస్టర్‌ల మధ్య సంబంధం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కిర్చాఫ్ చట్టాలు కొన్ని ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ విన్ మరియు రెండు రెసిస్టర్లు R1 మరియు R2 లతో కూడిన సర్క్యూట్లో, R2 అంతటా వెదజల్లుతున్న వోల్టేజ్ ఉంటుంది
విన్ * R2 / (R1 + R2) .
మేము R2 తో సమాంతరంగా మా లోడ్ను హుక్ చేస్తే, R1 మరియు R2 విలువలను మంచి ఎంపికతో వోల్టేజ్ (విన్ కంటే తక్కువ) ఇవ్వవచ్చు.
ఉదాహరణకు, విన్ 15 వోల్ట్‌లు అయితే, R1 మరియు R2 రెండూ 100 ఓంలు (జతచేయబడిన ఫైల్‌లో ఉన్నట్లు) వోల్టేజ్-divider.pdf ), Vout = 15 * (100) / (200) = 7.5 V. ఈ విధంగా మనం స్థిరమైన 15 వోల్ట్ మూలం నుండి 7.5 వోల్ట్ల ఉత్పత్తిని పొందవచ్చు!
దశ 3: వోల్టేజ్ సోర్స్‌లుగా వోల్టేజ్ డివైడర్‌లతో సమస్యలు (లేదా సాగ్‌కు పరిచయం)
ది థెవెనిన్ నిరోధకత వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క (వోల్టేజ్ మూలం యొక్క అంతర్గత నిరోధకతగా మనం భావించవచ్చు)
R1R2 / (R1 + R2) .
వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను నిర్మించి దానిని వోల్టేజ్ మూలంగా ఉపయోగించడం చాలా సులభం అయినప్పటికీ, మేము ఒక పెద్ద సమస్యగా పరిగణిస్తాము. లోడ్ అంతటా వాస్తవ వోల్టేజ్ లోడ్ యొక్క నిరోధకతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
లోడ్ నిరోధకతపై వోల్టేజ్ యొక్క ఈ ఆధారపడటం ఫలితమిస్తుంది పల్లపు, ఇది వోల్టేజ్ మూలానికి కావాల్సినది కాదు. ఆదర్శవంతంగా, దాని నిరోధకతతో సంబంధం లేకుండా, లోడ్ అంతటా స్థిరమైన వోల్టేజ్ ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, మేము ఒక లోడ్ను హుక్ చేసినప్పుడు, మేము లోడ్ నిరోధకతను మరియు R2 ను సమాంతరంగా పరిగణించాలి. ఈ ప్రతిఘటనలను జోడించడానికి, మీరు సమీకరణాన్ని అనుసరించండి
1 / Req = 1 / R2 + 1 / R3 ,
ఇక్కడ 1 / R3 లోడ్ యొక్క నిరోధకత. వాస్తవ వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను తయారుచేసే ఆ రెండు రెసిస్టర్‌ల సమానమైన ప్రతిఘటన కనుక ఇది రెండింటి యొక్క ప్రతిఘటనను కలపడానికి ఇది మనలను అనుమతిస్తుంది. రెండింటిని దృష్టిలో ఉంచుకుని, ఒక చిన్న లోడ్‌తో వోల్టేజ్ డివైడర్ ఎంతగా కుంగిపోగలదో ఒక ఉదాహరణ చూద్దాం.
మనకు మునుపటిలాగే అదే రెసిస్టర్ ఉందని చెప్పండి. అయితే, ఈసారి మనం 10 ఓం లోడ్‌లో చేర్చుతాము. 100 ఓంలకు సమానమైన వోల్టేజ్ డివైడర్‌లోని రెండవ రెసిస్టర్‌కు బదులుగా, మేము సమాంతర రెసిస్టర్‌కు కారకం చేయాలి మరియు రేక్‌ను మా నిరోధకతగా ఉపయోగించాలి.
సమాంతరంగా 10 ఓం మరియు 100 ఓం రెసిస్టర్‌తో, సమానమైన ప్రతిఘటన అప్పుడు 9.09 ఓంలు (1/10 + 1/100 = .11, 1 / .11 = 9.09). వోల్టేజ్ డివైడర్‌లో ఇది రెండవ రెసిస్టర్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు, మనకు 9.09 / 109.09 * 15 = 1.25 V ను ఉంచే వోల్టేజ్ డివైడర్ లభిస్తుంది, ఇది మనకు కావలసిన 7.5 వోల్ట్ల కన్నా చాలా తక్కువ!
మనం చివరికి కోరుకునేది a గట్టి వోల్టేజ్ మూలం, లేదా లోడ్ నిరోధకత ఉన్నా వోల్టేజ్ అవుట్‌పుట్‌ను మార్చనిది.
దశ 4: ట్రాన్సిస్టర్లు మా సమస్యను పరిష్కరిస్తారు - ఉద్గారిణి అనుచరుడు
ఈ సమస్యకు మంచి పరిష్కారం అని పిలువబడే ప్రత్యేక సర్క్యూట్ అని తేలుతుంది ఉద్గారిణి అనుచరుడుr. ఉద్గారిణి అనుచరుడు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌లను కలిగి ఉంటుంది (ఇది ఒకే మూలం నుండి రావచ్చు లేదా రాకపోవచ్చు) బేస్ మరియు కలెక్టర్ మేము a అని పిలుస్తాము ట్రాన్సిస్టర్, ట్రాన్సిస్టర్ వద్ద అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌తో (మరియు మా లోడ్ చివరికి) ఉద్గారిణి.
ట్రాన్సిస్టర్‌లతో పనిచేసేటప్పుడు తెలుసుకోవలసిన రెండు ప్రధాన నియమాలు ఉన్నాయి.
1. ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ బేస్ వోల్టేజ్ మైనస్ 0.6 V డ్రాప్ అవుతుంది (ఇది బేస్ను ఉద్గారిణికి అనుసంధానించే డయోడ్ కోసం.
2. ఉద్గారిణి నుండి వచ్చే కరెంట్ ఎల్లప్పుడూ కలెక్టర్ నుండి వచ్చే కరెంట్‌కు సమానం, ఇది బేస్ నుండి కరెంట్ కంటే 100 రెట్లు పెద్దది. ( దీనికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి: ప్రస్తుత స్థాయిలో ఆ స్థాయిలో ఉంచడానికి కలెక్టర్ మూలం తగినంత వోల్టేజ్‌ను ఉంచలేకపోతే, మీరు ఇవ్వడానికి ప్రయత్నిస్తున్న వోల్టేజ్‌ను మీ లోడ్ పొందదు. అలాగే, కలెక్టర్ నుండి వచ్చే వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ బేస్ నుండి వోల్టేజ్ కంటే 0.2 V ఎక్కువగా ఉండాలి. లేకపోతే, ట్రాన్సిస్టర్ విరిగిపోతుంది.)
మొదటి చూపులో, ఉద్గారిణి అనుచరుడు పనికిరాని సర్క్యూట్ లాగా కనిపిస్తాడు. మా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్, ట్రాన్సిస్టర్ గుండా వెళుతున్న 0.6 వోల్ట్ల మైనస్.
అయినప్పటికీ, ఉద్గారిణి అనుచరుడు మా వోల్టేజ్ మూలాన్ని “గట్టిపడటం” పరంగా చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది (అనగా, సాగ్‌ను తగ్గించడం). ఆదర్శవంతంగా, వోల్టేజ్ మూలం యొక్క అంతర్గత నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు మా లోడ్ నిరోధకత గరిష్టంగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ మూలాలు “ఇష్టపడటం” పెద్ద ప్రతిఘటనతో లోడ్ అవుతాయి మరియు తక్కువ అంతర్గత ప్రతిఘటనతో వోల్టేజ్ మూలాలను “ఇష్టపడటం” అని లోడ్ చేయవచ్చు.
ఉద్గారిణి మరియు బేస్ మధ్య కరెంట్‌లో ~ 100 వ్యత్యాసం యొక్క కారకం అంటే మా వోల్టేజ్ మూలం యొక్క నిరోధకత (ఇది మా వోల్టేజ్ డివైడర్ యొక్క థెవెనిన్ రెసిస్టెన్స్ అని పిలుస్తారు) మా లోడ్‌కు times 100 రెట్లు చిన్నదిగా కనిపిస్తుంది, ఇది సహాయపడుతుంది మా సాగ్ సమస్యతో!
మన మునుపటి ఉదాహరణను మళ్ళీ సందర్శించండి, కానీ ఇప్పుడు మా ఉద్గారిణి అనుచరుడు వోల్టేజ్ మూలాన్ని ఉపయోగిస్తున్నాము. అప్పుడు Vout = Vin * (Rload) / (Rload + Rth / 100) = 15 * (10) / (10 + 50/100) = 15 * (10) / (10.5) = 14.28 V.
దశ 5: డార్న్ గుడ్ వోల్టేజ్ సోర్స్ (లేదా కనీసం ఒక హెక్ ఆఫ్ ఎ లాటర్ బెటర్ వద్ద)
ఇక్కడ ప్రదర్శించబడే ఈ సర్క్యూట్ గట్టి 5V కరెంట్‌ను బట్వాడా చేస్తుంది, ఇది లోడ్ ద్వారా వెళ్ళే గరిష్ట కరెంట్ వద్ద 5% మాత్రమే కుంగిపోతుంది, ఇది 25 mA. ఇవి సాధారణంగా మీరు శక్తినిచ్చే చాలా సర్క్యూట్‌లకు మంచి సంఖ్యలు మరియు మీ అవసరాలకు తగినట్లుగా సంఖ్యలను మార్చవచ్చు. ఉద్గారిణి నుండి రెండవ రెసిస్టర్ లోడ్ను పేల్చకుండా చేస్తుంది. ఆ రెండవ రెసిస్టర్‌ను మీ డిజైన్‌ను ప్రభావితం చేయకుండా ఉండటానికి, మీరు ఆ నిరోధకతను లోడ్ యొక్క నిరోధకత కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంచాలనుకుంటున్నారు (ఇది అర్ధవంతం కాకపోతే సమాంతర నిరోధక సమీకరణాలను చూడండి).
