" title="Написать письмо">Написать письмо
Донаты на карту ВТБ:
2200 4002 2461 6363

Статьи по дате (многие всегда актуальны)

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 2369
Просмотры материалов : 9100492
 
Транзисторный инвертор сигнала (23.02.2026). Печать E-mail
2026 - Февраль
23.02.2026 00:00
Save & Share
Всё к этому шло:
- уменьшение работы времени холодильника на 30% - предполагает одновременный пуск вместе с ним вентиляторов, охлаждающих решётку с нагретым фреоном;
- китайцы много раз присылали термостат с обратной логикой функционирования (чем изрядно выбесили, даже при условии полного возврата средств за все 4 заказа). Теперь предохранителей 35 градусов NO - жопой жуй, а их применяемость - нулевая;
- недавнее озарение по правильной установке транзистора относительно нагрузки - резко облегчило работу с транзисторами;
- схема в интернете выглядела очень привлекательно: всего 3 элемента. Естественно, по факту вышло не 3, а 5 (так ещё и с условностями), - на коленке не собрать красиво - надо на макетной плате;
- зачем инженеру бабы, если прекрасно получается ебля с электронными компонентами или исходным кодом? Через 6ч любви с транзисторами - не хочешь уже вообще ничего.


Как была найдена схема. Типично для диванных форумов: ответ жертве-ТС: "попробуй это" - и рисунок схемы идёт. Это как я скажу: "попробуй программируемый автомат"; а если у него стандартное время отсечки при превышении тока не изменить с 1с до 0.1с - всё сгорит на фиг при КЗ. Когда же обугленная жертва предъявит советчику: "какого х*я?" - советчик такой: "ачотакова, яничо, самдурак" - и сваливает в закат.


Эта схема - не инвертор сигнала. Это - теория по инвертированию сигнала, причём описанная без нюансов и вообще без текста:
- по факту, инвертированный выходной сигнал будет отличаться относительно инвертированного эталонного: по совершенно мизерной силе тока - требуется ещё 1 дополнительный транзистор для усиления тока на нагрузку;
- если базу основного транзистора не снабдить подтягивающим резистором на землю: при обрыве сигнала или его отсутствии транзистор может тупо не закрыться и остаться висеть в открытом/приоткрытом состоянии - требуется ещё 1 дополнительный резистор (а какой - зависит от транзистора: для BD237 85кОм хватило - но это не предел);
- резистор 4.7кОм на схеме выбран от балды. Им регулируется мощность, рассеиваемая на нём самом при открытом транзисторе - а также ток, который после него становится выходным. Можно и 1кОм поставить для выходного тока 5мА при напряжении 5В - ничего страшного не случится, и мощность выходного сигнала увеличится в >5 раз. Ну а что такое 5мА при 5В - 0.025Вт рассеиваемые. Ну давайте ещё меньше поставим (усиление выходного сигнала в ущерб энергоэффективности - и то ущерб не всегда будет): 200Ом - 0.125Вт (без учёта 0.7В на транзисторе: эксперимент показал, что там гораздо меньше падает, в районе 0.01В - какого х*я?..) - выходной ток 25мА. А вот 25мА - уже без всякого усиления на выходе: на питание микросхем разных хватать будет. А hFE обычных транзисторов - ну пусть мизерный 25 даже - потребуется входной исходный сигнал всего 1мА - да даже датчик Холла столько может выдать при своих жалких 5мА по даташиту.

Таким образом:
- игры с номиналами резисторов - фактически, оптимизация энергоэффективности схемы (или, наоборот: на хрен энергоэффективность - хотя бы не мизерный сигнал на выходе выдавай);
- можно подобрать резистор на питании такой, что вместе с инвертированием сигнала на выходе - произойдёт ещё и его усиление по току;
- токоограничивающий резистор на базе транзистора - необходим (иначе сгорит), и должен рассчитываться последним (со спецификой входного сигнала). Я в него тупо 5В тыкал (идеальный источник сигнала без внутреннего сопротивления) - предполагаемый ток база-эмиттер 50мА - ну, это абсолютный перебор, да, - тут и 1кОм подойти должен.

Что-то спаял, смакетировал - рабочая схема - начинаем углубление.


Транзистор BD237 (вокруг него всё крутится пока):
- даже при резисторе 4.7кОм, - открылся до падения 0.008В (далее анализируется этот феномен: 5В воткнуто в резистор базы). 2 раза перемерил - этот феномен совсем неясен: почему NPN сработал как N-канал по степени падения напряжения. Предчувствовал потенциал этого транзистора (выстрелил с hFE >28000 как составной транзистор Дарлингтона) - но чтоб такое. Скорее всего: он включён к земле - hFE не работает должным образом. И, действительно: через него течёт ток база-эмиттер 39.3мА при токе коллектор-эмиттер 1мА;
- то есть, на каком-то токе база-эмиттер (условно, >20мА): его текущий hFE позволяет раскрыться ему полностью как N-канал - и дальше увеличивать ток база-эмиттер смысла нет. Ну и как теперь hFE у таких транзисторов считать? Крутить токоограничивающий резистор базы до тех пор, пока ток коллектор-эмиттер не начнёт уменьшаться вместе с током база-эмиттер (пока транзистор не начнёт закрываться >0.008В);
- и вот когда начал потенциометр крутить, припаянный дополнительно к 100Ом, - начался форменный писец. При уменьшении тока базы-эмиттера - напряжение коллектор-эмиттер уменьшилось до 0.00145В (даже на мВ мультиметра переключить пришлось). Потом стояло на месте, потом уже пошло на повышение. Сопротивление на базе на этот момент 2.775кОм - сами думайте, что это за фигня. То есть, излишек тока база-эмиттер - тоже плохо: и эти 100Ом на схеме тоже выставлены от балды (если от малых 5В такая дичь творится);
- таким образом: настоящий hFE BD237 в данной схеме, при токе базы-эмиттер 1.588мА и токе из эмиттера 6.024мА, - <3.79 (при даташите 25-40). А можно мне какую-нибудь другую вселенную, где полупроводниковые приборы работают адекватно? Также непонятно: почему из эмиттера вытекает аж 6мА. Замерил вход - от источника 5В идёт 6.114мА - ну, похоже на правду, - где-то эти 5мА лишние растекаются;
- стоит обратить внимание: правильно выбранный токоограничивающий резистор, заменивший 100Ом от балды, - уменьшил потребление всей схемы, в режиме ожидания отсутствия сигнала, с 42.43мА до 6.114мА.

Но возникла Ситуация (теперь вокруг BDX33C пляска пошла):
- когда убрал входной сигнал 5В - транзистор отказался закрываться до конца - нагрузка не включилась (вентилятор 12В с высоким током 0.25А - способен крутиться и при 2.3В, если бы его BDX237 не ограничивал: но теперь при 3В - полный штиль). Возврат резистора на 100Ом на результат не повлиял. Что-то сломалось (вот как может сломаться схема, если токи при макетировании намеренно уменьшаются, а не увеличиваются?). Оказалось, сдох BDX33C. При возвращении 100Ом и замене его - всё заработало. При возвращении 2.775кОм - всё работает (на вентиляторе падает 4.3В и при 100Ом, и при 2.775кОм);
- начал перемерять всё заново (все предыдущие измерения искажены трупом транзистора). Ток с источника питания - 2.7мА на самом деле, а не 6мА (тогда BDX33C был уже убит и приоткрыт - много жрал). Ток база-эмиттер BD237 1.533мА, ток из эмиттера к земле 2.689мА. Если вычесть из эмиттера ток базы, получив ток коллектор-эмиттер, - hFE получится <1 (ещё "понятнее" стало - это безумие);
- если повесить заземляющий резистор на BDX33C 45кОм - 2.4мА вместо 2.7мА с источника питания - значит, он нужен для энергоэффективности, - по желанию (не влияет на работоспособность);
- как сдох BDX33C? Задел щупом, не иначе: не замечены всплески тока на его базе ни при включении питания, ни при убирании сигнала, ни при появлении сигнала.

Итог схемы.


Долговременное тестирование:
- сидел и в хаотично прикладывал 5В к резистору базы BD237. Менялись 4.3В на нагрузке при отсутствии сигнала или прикладывании провода к земле - на 0.001-0.000В при прикладывании провода к источнику питания 5В;
- 10мин держал сигнал на базе - тишина, всё холодное (транзисторы без радиаторов уже);
- 10мин убрал сигнал с базы - вентилятор крутится, BDX33C не перегревается (при токе 55мА и напряжении 0.724В);
- отмечается нестабильность напряжения на вентиляторе 20мВ. Возможно, из-за того, что его подшипники полуразрушены, - и он потребляет то больше, то меньше;
- если ток вентилятора 55мА при 5В, когда должен быть 250мА при 12В, - закрались сомнения в правдивости 250мА в ТТХ вентилятора. Подал 12В - 250мА, падающие до 220мА. И здесь наврали: пишут стартовый ток вместо номинального;
- уже нет сил измерять - но кажется, что немного напряжения теряется: напряжение на нагрузке + напряжение на транзисторе не равны 5.1В с источника питания. Скорее всего, на проводах.

И это оказалось - не концом:
- 4.3В на нагрузке - ниже -5% от нормы 5В. Это для вентиляторов сойдёт, а для микросхем - уже нет;
- BDX33C - так и просится на замену: он Дарлингтона (всегда падает больше обычного), более дорогой. Но если заменить его на BD237 - hFE последнего не хватит для полного раскрытия (25-40 против 1000+ - при выходном сигнале 55мА и входном 1мА). Значит, опять всё по-новой: менять 4.7кОм на 1кОм - чтобы выходных 5мА хватило с запасом на ток нагрузки 125мА: вентиляторов планируется 2шт);
- BD237, купленный на алиэкспрессе, - ведёт себя как какой-то перемаркированный транзистор с более высокими ТТХ. Нужно купить другую партию - и повторить опыт создания из них Дарлингтона с hFE > 28000, а также опыт в данном материале. Если всё совпадёт снова - BD237 такая же изюминка, как BDX33C (каждый для своей цели) - и их нужно будет взять уже 100шт.

(добавлено 24.02.2026) На алиэкспрессе покупать транзисторы стало сложно: всё подорожало. Если ранее BD237 было по 5руб/шт за 20шт - то теперь меньше 1000руб/100шт не получается (фактически, цена приближается к 15руб/шт в сраном чиподипе). Около часа ушло на поиск альтернативы - всё равно всё сошлось именно на аналогах (BD135, BD137, BD139, BD235, BD239). На BD2X цены были просто шокирующие - еле удалось найти BD137 за 814руб/100шт. Потом повезло: отменил заказ, т.к. нашёл лот BD139 730руб/200шт.

Почему осмелился взять аж 200шт:
- дешёвая цена подразумевает б/у: как было с BDX33C - будет возвращено 50% стоимости. Побочный эффект - ножки и корпус нужно чистить ластиком перед использованием;
- смакетировал второй раз по-отдельности: BD237, 4.7кОм нагрузка, 2.2кОм база - милливольтметр APPA 505 показал нули - падают микровольты. Замена нагрузки на 750Ом привела к падению всего 4.52мВ. Действительно, потрясающая штучка. И не думайте, что это ключевой режим: этот феномен с графиками в даташите вообще никак не бьётся - отдельный разбор будет.

Возвращаясь к схеме инвертора:
- замена BDX33C на BD237 - привела к сохранению работоспособности. На нагрузке упало 64мА, напряжение стало 5.024В: потому что на BD237 упало меньше, чем на BDX33C (0.062В против 0.724В). То есть, повезло: минимальный hFE второго BD237 25-40 - оказался по факту >66;
- схема стала лучше. Теперь вместо вентилятора подключил 40Ом: на ток, превышающий 125мА (необходимый для 2 вентиляторов). И опять успешно: 134мА ток вышел, 4.94В на нагрузке. То есть, hFE обоих транзисторов оказался выше даташитного.

Этот чистовой вариант будет перепаян на кусочек макетной платы (раньше все компоненты в воздухе висели на силе упругости собственных ножек). Однако есть другая проблема: предыдущая схема инвертора неправильная. И не по причине неправильного названия второго транзистора, и не по причине неточно указанных номиналов 4.7Ом и 85кОм. А потому что вместо резисторов там должны быть потенциометры: иначе без них настройка инвертора на параметры выходной мощности или энергоэффективности будет сложной.

Казалось бы, всё идеально: исправляй схему и используй. Мало того: если первый транзистор открывается через такое гигантское сопротивление - можно его попробовать настроить на меньшее входное напряжение (и это уже попахивает усилителем и по напряжению с условных 2В до фактически напряжения питания 5В). Но есть ещё такая штука, как допуск по напряжению, и в -5% надо войти. И что же будет со всей этой схемой, если напряжение упадёт до 4.5В? Припаял, ради интереса, между питанием и 4.7кОм резистор 730Ом - и всё сломалось (с успешным возвратом обратно). По приколу, подал везде 3.3В вместо 5В - на нагрузке упало 3.261В, на втором транзисторе упало 0.102В. Почему всё успешно работает - х.з.

Смакетировал сигнал 3.3В при питании 5В - всё работает. То есть, у инвертора есть коэффициент усиления по напряжению как минимум 1.51 (и по току как минимум 134).


Схему не буду править дочиста: лень. Как только эта плата будет помещена в бочонок из-под таблеток витаминов (как корпус) - найдёт описание в схеме включателя вентиляторов для холодильника.

(добавлено 03.03.2026) Инвертор успешно был внедрён и успешно работает. А термопредохранитель, который должен был включаться после охлаждения стенки холодильника, - не стал этого делать: разницы 8 градусов от границы нормы не хватает для обратного срабатывания. Думал, приборчик опубликую, - а в итоге, опять из-за какой-то мелочи, провал.

Что ж, если удастся кому-то найти нормальный термопредохранитель - монтажные моменты на фото.



Обновлено ( 03.03.2026 16:36 )
 
 

Последние новости


©2008-2026. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).

Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Top.Mail.Ru