pe 2024/06/29 1,891

Înțelegerea tensiunilor de alimentare cu energie electronică în Electronics VCC, VDD, VEE, VSS și GND

În lumea electronică, termenii VCC, VDD, VEE, VSS și GND sunt folosiți pentru a descrie diferite tensiuni de alimentare care sunt necesare pentru funcționarea diferitelor părți într -un circuit.Fiecare dintre acești termeni reprezintă un tip de tensiune specific, cu roluri și conexiuni clare, care sunt foarte importante pentru a se asigura că dispozitivele electronice funcționează corect.Înțelegerea acestor tensiuni de alimentare cu energie electrică ajută pe oricine implicată în proiectarea, construirea sau fixarea circuitelor electronice.Acest ghid își propune să explice clar acești termeni, arătând ce înseamnă fiecare și cum este utilizat în diferite tipuri de circuite, ajutându -vă să obțineți o mai bună înțelegere a proiectării și funcționării electronice.

Catalog

Figura 1: Relația dintre VCC, VDD, VEE, VSS și GND

Definițiile VCC, VDD, VEE, VSS și GND

VCC

Figura 2: VCC ca tensiune de alimentare pozitivă în circuitele BJTS, amplificatoare și TTL

VCC reprezintă tensiunea la colectorul comun.Este tensiunea de alimentare pozitivă conectată la terminalul colectorului de tranzistoare de joncțiune bipolară (BJTS).În aceste tranzistoare, un curent mic la bază controlează un curent mai mare care curge de la VCC la emițător.Această configurație permite tranzistorului să amplifice sau să schimbe semnalele în mod eficient.VCC oferă energia necesară pentru ca tranzistorul să funcționeze.Fără această tensiune pozitivă, tranzistorul nu ar fi capabil să funcționeze corect, deoarece se bazează pe diferența de tensiune pentru a conduce curentul prin calea sa de colecție-emițător.Acest lucru face ca VCC să fie foarte util în circuitele care utilizează BJTS pentru sarcini de amplificare și comutare.

VDD

Figura 3: VDD ca tensiune de alimentare pozitivă în circuite FET, amplificatoare și CMOS

VDD reprezintă tensiunea la scurgere.Este tensiunea de alimentare pozitivă conectată la terminalul de scurgere a tranzistoarelor cu efect de câmp (FET), în special FET-urile cu canal N.VDD controlează fluxul de curent între terminalele de scurgere și sursă.Când o tensiune este aplicată pe terminalul porții, modifică conductivitatea canalului între scurgere și sursă, permițând FET să comute sau să amplifice semnalele.Valoarea VDD determină adesea tensiunea maximă pe care o poate gestiona FET, ceea ce la rândul său afectează cât de bine funcționează dispozitivul și cât de eficient funcționează.VDD oferă puterea pentru FET să gestioneze fluxul de curent și să își îndeplinească funcțiile de comutare sau amplificare.

Vee

Figura 4: Vee ca tensiune negativă de alimentare în BJTS, amplificatoare și circuite TTL

VEE este tensiunea de alimentare negativă asociată cu terminalul emițător al BJTS.Această tensiune este importantă pentru funcționarea corectă a tranzistorului.Într -un tranzistor NPN, VEE se asigură că emițătorul este cu un potențial mai mic decât colectorul, o condiție necesară pentru ca tranzistorul să se desfășoare corect.Prejudiciul corespunzător prin VEE permite tranzistorului să mențină un punct de operare stabil, asigurându -se că funcționează în intervalul său de tensiune specificat.VEE este adesea conectat la sol sau la un potențial mai mic, permițând curentului să curgă de la emițător la colector, permițând astfel tranzistorului să amplifice sau să schimbe semnalele cu exactitate.Fără VEE, tranzistorul nu ar fi capabil să atingă condițiile de părtinire necesare pentru funcționarea corectă.

VSS

Figura 5: VSS ca tensiune negativă de alimentare în FETS, amplificatoare și circuite CMOS

VSS reprezintă tensiunea la sursă și este de obicei tensiunea de alimentare negativă conectată la terminalul sursă al FET-urilor N-canal.VSS acționează ca punct comun sau de referință pentru circuit, asigurând niveluri de tensiune adecvate pe dispozitiv.Definește nivelul de tensiune zero în circuit, față de care sunt măsurate toate celelalte tensiuni.Acest punct de referință este foarte util pentru funcționarea stabilă a FET, permițându -i să controleze fluxul de curent între terminalele de scurgere și sursă în mod eficient.VSS oferă linia de bază stabilă pe care FET o folosește pentru a gestiona fluxul de curent și pentru a -și îndeplini funcțiile în mod fiabil.În multe circuite, VSS este sinonim cu solul, oferind un punct de referință consistent pentru întregul circuit.

GND

Figura 6: GND ca punct de referință comun într -un circuit

GND înseamnă teren.Este punctul de referință al tensiunii într -un circuit.GND servește ca punct de referință comun pentru toate măsurătorile de tensiune din circuit, oferind o bază de referință consistentă pentru compararea tuturor celorlalte tensiuni.Este necesar pentru menținerea unui mediu de tensiune stabil, prevenirea fluctuațiilor care ar putea afecta funcționarea circuitului.Prin furnizarea unei referințe consistente, GND ajută la asigurarea măsurătorilor precise și a performanței stabile ale circuitului, evitând zgomotul și interferența care ar putea perturba funcționarea circuitului.GND este punctul comun la care se face referire toate celelalte tensiuni din circuit, asigurându -se că circuitul funcționează fără probleme și previzibil.

Alte etichete comune de alimentare în circuite electronice

VBAT (Bateria de tensiune) este o tensiune folosită pentru a menține registrele de rezervă și ceasul în timp real (RTC) care funcționează atunci când sursa principală de alimentare (VDD) este oprită.Aceasta înseamnă că, chiar dacă principala sursă de putere nu este disponibilă, funcții importante precum păstrarea memoriei și a timpului continuă să funcționeze.Acest lucru asigură că dispozitivele precum ceasurile continuă să arate momentul potrivit și datele sunt salvate, chiar și atunci când puterea principală este oprită.Acest lucru este foarte util pentru a vă asigura că aceste dispozitive funcționează tot timpul, la fel ca cât de consistent și de încredere este important pentru indivizi pentru a menține stabilitatea și progresul prin perioade provocatoare.

VPP (tensiune de programare) este tensiunea utilizată pentru programarea sau ștergerea dispozitivelor de memorie.Acesta furnizează o tensiune mai mare necesară pentru modificarea datelor stocate în dispozitive programabile precum EPROMS (memorie de citire exclusivă programabilă) și memorie flash.Această tensiune este de obicei mai mare decât tensiunile de funcționare obișnuite pentru a se asigura că memoria poate fi scrisă sau ștersă în mod corespunzător.Fără VPP, aceste dispozitive nu ar putea să își actualizeze informațiile stocate în mod eficient.

VA (tensiune analogică) indică nivelul de tensiune specific utilizat pentru operațiile analogice în circuitele care au atât piese digitale, cât și analogice.Această separare asigură că ambele tipuri de semnale funcționează corect în același circuit.Prin menținerea nivelurilor de tensiune distincte pentru operațiuni analogice și digitale, VA ajută la prevenirea interferenței dintre cele două, menținând semnalele clare și exacte.

CC (Tensiunea colectorului) și DD (tensiunea de scurgere) reprezintă diferența dintre tensiunea de alimentare și tensiunea de lucru dintr -un circuit, de obicei cu VCC fiind mai mare decât VDD.VCC este tensiunea de alimentare mai mare necesară pentru funcționarea generală a circuitului.VDD, pe de altă parte, este tensiunea de lucru mai mică necesară de anumite părți ale circuitului.Această distincție ajută la gestionarea în mod eficient a distribuției de energie, asigurându -se că fiecare parte a circuitului primește tensiunea corespunzătoare pentru funcționarea sa.De exemplu, în unele circuite, VCC ar putea fi 5V pentru alimentarea întregului sistem, în timp ce VDD ar putea fi 3.3V pentru anumite componente sensibile, permițând o performanță eficientă și stabilă în diferite părți ale circuitului.

Explicația aplicației

Înțelegerea modului în care VCC, VDD, VEE, VSS și GND funcționează în circuitele digitale este necesară pentru o bună proiectare și funcționare a circuitului.Fiecare tensiune are o lucrare specifică pentru a se asigura că piesele electronice funcționează bine împreună.

VCC este principala tensiune de alimentare pentru întregul circuit.Oferă energia necesară pentru a alimenta toate piesele, asigurându -se că funcționează corect.

VDD este tensiunea de lucru specifică cipului sau circuitului integrat (IC).De obicei, este mai mic decât VCC, deoarece regulatoarele de tensiune internă ale cipului scad tensiunea la nivelul necesar.De exemplu, în microcontrolerele ARM, tensiunea de alimentare (VCC) este de obicei 5V, care este apoi modificată într -o tensiune de lucru (VDD) de 3,3V printr -un modul de stabilizare a tensiunii.Unele IC -uri au atât pini VDD, cât și VCC, care arată că dispozitivul poate gestiona diferite niveluri de tensiune.Acest lucru ajută IC să gestioneze mai bine puterea, asigurându -se de performanțe bune și eficiență energetică.

În circuitele care utilizează tranzistoare cu efect de câmp (FET) sau dispozitive CMOS, VDD este tensiunea la terminalul de scurgere al tranzistorului, în timp ce VSS este tensiunea la terminalul sursă.VDD este tensiunea de alimentare pozitivă care permite FET să controleze fluxul de curent, în timp ce VSS este punctul de bază, oferind o cale de retur pentru curent.

În general, VCC este utilizat pentru a denota sursa de alimentare analogică, VDD este utilizat pentru sursa de alimentare digitală, VSS este terenul digital, iar VEE reprezintă sursa de alimentare negativă.Fiecare dintre aceste tensiuni este necesară pentru diferite tipuri de circuite și piese, asigurându -se că funcționează corect în limitele lor.

În termeni electrici, GND, sau la sol, pot fi împărțite în pământ de putere (PG) și la sol.Pământul de putere este utilizat pentru dispozitivele cu curent ridicat, oferind un punct de referință stabil pentru sarcini grele și asigurându-vă de funcționarea în siguranță a acestor dispozitive.Pământul de semnal este utilizat pentru circuite cu curent redus sau semnal, menținând un punct de referință stabil pentru piesele de procesare a semnalului sensibil.Pământul de putere și terenul de semnal au scopuri diferite, dar sunt necesare pentru stabilitatea generală și performanța circuitelor electronice.Sunt necesare tehnici bune de împământare pentru a reduce la minimum zgomotul și interferența, asigurându-vă că atât circuitele cu curent ridicat, cât și cu curent redus funcționează în mod fiabil și eficient.

Tranzistoare de joncțiune bipolară (BJT)

Figura 7: Tranzistorul de joncțiune bipolară (BJT) care prezintă VCC și VEE

Tranzistoarele de joncțiune bipolară (BJTS) sunt unul dintre principalele blocuri de construcții ale circuitelor electronice.Acestea vin în două tipuri NPN și PNP, NPN fiind mai frecvent în circuitele moderne.Numele pentru tensiunile de alimentare cu energie electrică în BJT -uri sunt derivate din terminalele specifice ale tranzistorului colectorul, emițătorul și baza.

Tensiune VCC la colectorul comun

VCC este tensiunea de alimentare pozitivă conectată la terminalul de colecție al unui BJT, în special în tranzistoarele de tip NPN.VCC reprezintă tensiunea la colectorul comun, cu o comună arătând că această tensiune este împărțită pe mai multe tranzistoare dintr -un circuit.Double CC arată clar că aceasta este o tensiune de alimentare și nu doar o tensiune cu un singur punct (VC).

VCC este necesar pentru BJTS, deoarece oferă diferența de potențial care permite curentului să curgă de la colector la emițător.Acest flux curent este ceea ce permite tranzistorului să funcționeze ca amplificator sau un comutator.În amplificare, tranzistorul folosește VCC pentru a stimula puterea semnalului de intrare.La comutare, VCC ajută la pornirea și oprirea tranzistorului, controlând fluxul de curent prin circuit.

De exemplu, într-o configurație a amplificatorului pentru emițător comun, VCC este conectat printr-un rezistor de încărcare la colector.Semnalul de intrare la bază modifică fluxul de curent de la colector la emițător, permițând tranzistorului să amplifice semnalul de intrare.VCC oferă puterea necesară pentru această amplificare.

Vee Tensiune la emițător

VEE este tensiunea de alimentare negativă conectată la terminalul emițător al unui BJT, în special în tranzistoarele de tip NPN.VEE reprezintă tensiunea la emițător, iar EE dublu îl separă de alte tensiuni legate de emițător (VE).

VEE este necesar pentru prejudecata corectă a tranzistorului.Biasing înseamnă stabilirea punctului de funcționare al tranzistorului prin aplicarea tensiunilor corecte la terminalele sale.Pentru ca un tranzistor NPN să funcționeze corect, emițătorul trebuie să fie cu un potențial mai mic decât colectorul.Acest lucru asigură că joncțiunea emițătorului de bază este părtinitoare înainte, permițând curentului să curgă de la bază la emițător, în timp ce joncțiunea de colector de bază este părtinitoare inversă, controlând fluxul de curent mai mare de la colector la emițător.

În multe circuite, VEE este conectat la sol, oferind un punct de referință stabil pentru emițător.Acest lucru este frecvent în sistemele de alimentare unică, unde pământul servește ca referință de tensiune negativă pentru întregul circuit.În aceste setări, terenul (0V) este același cu VEE.

De exemplu, într -un amplificator diferențial, care este un bloc de construcție de bază în circuitele analogice, emițătorii a două BJT -uri sunt conectate între ele și apoi la tensiunea de alimentare negativă Vee printr -un rezistor comun de emițător.Acest lucru asigură că tranzistoarele sunt părtinitoare în mod corespunzător și pot amplifica semnalul de intrare diferențial aplicat la bazele lor.

Tranzistoare cu efect de câmp (FET)

Figura 8: Tranzistor cu efect de câmp (FET) care prezintă VDD și VSS

Tranzistoarele cu efect de câmp (FET) sunt un fel de tranzistor utilizat în circuitele electronice.Există diferite tipuri de FET-uri, cele mai frecvente fiind MOSFET-uri cu canal N și P (tranzistoare cu efect de câmp metal-oxid-semiconductor).Numele pentru tensiunile de alimentare cu energie electrică provin din părțile specifice ale tranzistorului de scurgere, sursă și poartă.

Tensiune VDD la scurgere

VDD reprezintă tensiunea la scurgere.Acest termen se referă la tensiunea de alimentare pozitivă conectată la partea de scurgere a unui FET N-canal.DD în VDD îl arată ca o tensiune de alimentare.

Tensiunea VDD merge la scurgerea unui FET cu canal N.Pentru ca FET să funcționeze corect, scurgerea trebuie să fie la o tensiune mai mare decât sursa.Acest lucru permite curentului să se deplaseze de la scurgere la sursă atunci când tensiunea este aplicată pe poartă, controlând fluxul de curent între scurgere și sursă.VDD oferă puterea necesară pentru ca FET să controleze fluxul de curent și să îndeplinească funcțiile de comutare sau amplificare a acestuia.În circuitele CMOS, VDD alimentează porțile logice digitale, ajutându -le să proceseze și să trimită semnale digitale.

Tensiune VSS la sursă

VSS înseamnă tensiune la sursă.Acest termen se referă la tensiunea de alimentare negativă conectată la partea sursă a unui FET N-canal.SS în VSS o arată ca o tensiune de alimentare.

Tensiunea VSS merge la sursa unui FET cu canal N.Pentru ca FET să funcționeze corect, sursa trebuie să fie la o tensiune mai mică decât scurgerea.Această configurație asigură că FET poate controla eficient fluxul de curent între scurgere și părți sursă.VSS acționează adesea ca referință la sol în aceste circuite, oferind un punct de referință stabil pentru funcționarea FET.Prin definirea nivelului de tensiune zero în circuit, VSS ajută la menținerea nivelurilor de tensiune corespunzătoare pe dispozitiv, permițându -i să funcționeze în mod fiabil.

6. Diferențe și exemple de VCC, VDD, VEE, VSS și GND în electronică

VBAT (Bateria de tensiune) este o tensiune folosită pentru a menține registrele de rezervă și ceasul în timp real (RTC) care funcționează atunci când sursa principală de alimentare (VDD) este oprită.Aceasta înseamnă că, chiar dacă sursa de energie principală este indisponibilă, funcțiile de bază precum retenția de memorie și cronometrarea continuă să funcționeze.Acest lucru este util în aplicațiile care au nevoie de funcționare continuă, cum ar fi menținerea timpului într -un ceas sau păstrarea datelor în memorie.

VCC

• Utilizarea VCC este tensiunea de alimentare pozitivă pentru circuite folosind tranzistoarele de joncțiune bipolară (BJTS) și amplificatoarele operaționale.Oferă energia necesară pentru alimentarea acestor componente.

• Colecția de conexiune VCC este conectată direct la terminalul de colecție al BJT-urilor de tip NPN.Această conexiune furnizează tensiunea necesară pentru ca tranzistorul să funcționeze corect.Colectorul trebuie să fie la un potențial mai mare decât emițătorul pentru a permite curentului să curgă de la colector la emițător.Acest lucru este necesar pentru operațiunile de amplificare și comutare a tranzistorului.În amplificatoarele operaționale, VCC furnizează puterea necesară pentru ca OP-AMP să funcționeze în intervalul de tensiune prevăzut, permițându-i să amplifice semnalele cu exactitate.

Vee

• Utilizarea VEE servește ca tensiune negativă de alimentare pentru circuite folosind BJTS și amplificatoare operaționale.Oferă un punct potențial mai mic în circuit.

• Conexiunea emițătorului VEE este conectată direct la terminalul emițător al BJT-urilor de tip NPN.Acest lucru asigură că emițătorul este părtinitor corect cu o tensiune negativă, care este necesară pentru funcționarea corectă a tranzistorului.Emițătorul trebuie să fie cu un potențial mai mic decât baza pentru ca tranzistorul să se desfășoare corect.În multe proiecte de circuit, VEE este conectat la sol sau la un potențial mai mic decât solul, ajutând tranzistorul să funcționeze corect.Această configurație permite fluxul de curent stabil și amplificarea sau comutarea precisă a semnalului.

VDD

• Utilizarea VDD este tensiunea de alimentare pozitivă utilizată în circuitele care utilizează tranzistoare cu efect de câmp (FET) și tehnologie complementară de metal-oxid-semiconductor (CMOS).Alimentează circuitele interne și porțile logice ale acestor dispozitive.

• Conexiune de scurgere VVDD este conectat direct la terminalul de scurgere al FET-urilor cu canal N.Această conexiune furnizează tensiunea necesară pentru scurgere, permițând FET să controleze fluxul de curent între scurgere și sursă.Scurgerea trebuie să fie la o tensiune mai mare decât sursa pentru ca curentul să curgă de la scurgere la sursă.În circuitele CMOS, VDD oferă puterea necesară pentru ca porțile logice digitale să funcționeze corect, permițând procesarea și transmiterea semnalelor digitale.

VSS

• Utilizarea VSS reprezintă tensiunea de alimentare negativă în circuite cu FETS și dispozitive CMOS.Acesta servește ca punct de referință pentru terminalul sursă din aceste dispozitive.

• Conexiunea sursă VSS este conectată direct la terminalul sursă al FET-urilor cu canal N.Acest lucru asigură că sursa este cu un potențial mai mic în comparație cu scurgerea, ceea ce este necesar pentru ca FET să funcționeze corect.VSS servește adesea ca referință la sol în aceste circuite, menținând stabilitatea și funcționarea corectă a dispozitivelor FET și CMOS.Prin furnizarea unui punct de referință stabil, VSS ajută la asigurarea performanței constante și a funcționării fiabile a tranzistoarelor și a porților logice din circuit.

GND (pământ de putere și pământ de semnal)

GND, sau sol, este punctul de referință al tensiunii dintr -un circuit.Acționează ca o cale de retur comună pentru curentul electric și ajută la păstrarea unui mediu de tensiune stabil în circuit.

• Marcina de alimentare utilizată pentru dispozitivele de rețea cu curent ridicat și amplificatoarele de putere, pământul de alimentare oferă o referință stabilă pentru circuitele de mare putere.Acest tip de teren asigură că curenții mari din circuitele de putere nu interferează cu componentele sensibile din circuit.

• Marcina de semnal utilizată pentru circuitele cu curent redus sau semnal, pământul de semnal asigură un punct de referință fără zgomot pentru componentele sensibile de procesare a semnalului.Sunt necesare tehnici adecvate de împământare pentru a minimiza zgomotul și interferența, ceea ce poate degrada performanța circuitului.Prin furnizarea unui punct de referință stabil, semnalul de semnal ajută la asigurarea transmisiei și procesării precise a semnalului.

Concluzie

Cunoașterea și utilizarea corectă a VCC, VDD, VEE, VSS și GND este foarte utilă pentru proiectarea și funcționarea circuitelor electronice cu succes.VCC este tensiunea de alimentare pozitivă pentru tranzistoarele de joncțiune bipolară și amplificatoarele operaționale, asigurându -se că aceste părți au puterea de care au nevoie pentru a lucra.VDD este tensiunea de alimentare pozitivă pentru tranzistoarele cu efect de câmp și dispozitivele CMOS, controlând fluxul de curent necesar pentru funcționarea lor.VEE și VSS oferă tensiunile negative necesare pentru BJTS și FET -uri, setând prejudecățile corecte și punctele de referință pentru performanțe stabile.GND, sau măcinat, este punctul de referință comun pentru toate tensiunile dintr -un circuit, asigurând stabilitatea și prevenind fluctuații care ar putea perturba funcționarea circuitului.

Înțelegând rolurile și conexiunile specifice ale acestor tensiuni, puteți proiecta circuite mai fiabile și mai eficiente.Fiecare tip de tensiune are un scop distinct, ajutând părțile electronice să funcționeze fără probleme.Cu aceste cunoștințe, puteți rezolva mai bine problemele, îmbunătăți performanța circuitului și asigurați -vă că toate părțile funcționează perfect.

Întrebări frecvente [FAQ]

1. Care este diferența dintre VCC și VEE？

VCC și VEE sunt diferite tensiuni de alimentare în circuite folosind tranzistoarele de joncțiune bipolară (BJTS).VCC este tensiunea pozitivă conectată la terminalul colectorului BJT-urilor de tip NPN.Permite curentul să curgă de la colector la emițător, lăsând tranzistorul să amplifice sau să comute semnalele.VEE este tensiunea negativă conectată la terminalul emițător al BJTS.Se asigură că emițătorul este cu un potențial mai mic decât colectorul, ceea ce este necesar pentru ca tranzistorul să funcționeze corect.VEE ajută la stabilirea condițiilor potrivite pentru o funcționare stabilă.

2. Ce tensiune este GND?

GND, sau sol, este de obicei setat la 0 volți.Acesta servește ca punct de referință comun pentru toate celelalte tensiuni dintr -un circuit electronic.Aceasta înseamnă că toate celelalte tensiuni sunt măsurate în raport cu GND, asigurând un mediu de tensiune stabil în circuit.

3. Ce înseamnă GND?

GND înseamnă teren.În circuitele electronice, acționează ca punct de referință pentru toate măsurătorile tensiunii.Oferă o cale comună de returnare pentru curentul electric, care ajută la menținerea stabilității și la prevenirea modificărilor de tensiune care ar putea afecta funcționarea circuitului.

4. Ce este VCC, VDD și VSS?

VCC, VDD și VSS sunt tipuri de tensiuni de alimentare cu energie electronică.VCC este tensiunea pozitivă pentru tranzistoarele de joncțiune bipolară (BJTS) și amplificatoarele operaționale, oferind energie pentru funcționarea lor.VDD este tensiunea de alimentare pozitivă pentru tranzistoarele cu efect de câmp (FET) și tehnologia CMOS, alimentate circuitele interne și porțile logice.VSS este tensiunea de alimentare negativă sau referința la sol pentru dispozitivele FET și CMOS, acționând ca punct de referință pentru funcționarea stabilă.

5. Este VSS sau VDD pozitiv?

VDD este pozitiv.Acesta servește ca tensiune de alimentare pozitivă în circuite folosind tranzistoarele cu efect de câmp (FET) și tehnologia CMOS, alimentate circuitele interne și porțile logice.VSS, pe de altă parte, este de obicei punctul de referință la sol sau negativ, oferind tensiunea de referință stabilă necesară pentru funcționarea acestor dispozitive.