Porozumění napětí napájení v elektronice VCC, VDD, VEE, VSS a GND

Ve světě elektroniky se termíny VCC, VDD, VEE, VSS a GND používají k popisu různých napájecích napětí, která jsou potřebná pro provoz různých částí v obvodu.Každý z těchto termínů představuje specifický typ napětí s čistými rolemi a spojeními, které jsou velmi důležité pro zajištění správného fungování elektronických zařízení.Porozumění těmto napájecím napětím pomáhá každému, kdo se podílí na navrhování, stavbě nebo fixaci elektronických obvodů.Cílem této příručky je jasně vysvětlit tyto termíny a ukázat, co každý z nich znamená a jak se používá v různých typech obvodů, což vám pomůže lépe porozumět elektronickému designu a provozu.

Katalog

Obrázek 1: Vztah mezi VCC, VDD, VEE, VSS a GND

Definice VCC, VDD, VEE, VSS a GND

VCC

Obrázek 2: VCC jako pozitivní napájecí napětí v BJT, zesilovačích a obvodech TTL

VCC znamená napětí u společného sběratele.Je to pozitivní napájecí napětí připojené k terminálu kolektorů bipolárních spojovacích tranzistorů (BJTS).V těchto tranzistorech malý proud v základně ovládá větší proud proudící z VCC do emitoru.Toto nastavení umožňuje tranzistoru efektivně amplifikovat nebo přepínat signály.VCC poskytuje energii potřebnou pro provoz tranzistoru.Bez tohoto pozitivního napětí by tranzistor nebyl schopen fungovat správně, protože se spoléhá na rozdíl napětí, aby proud proud poháněl cestou emituru sběratele.Díky tomu je VCC velmi užitečným v obvodech, které používají BJT pro zesílení a přepínání úkolů.

VDD

Obrázek 3: VDD jako pozitivní napájecí napětí ve FET, zesilovačích a obvodech CMOS

VDD znamená napětí při odtoku.Je to pozitivní napájecí napětí připojené k odtokovému terminálu tranzistorů polních efektů (FET), zejména N-kanálových FET.VDD řídí proudový tok mezi odtokovými a zdrojovými terminály.Když je napětí aplikováno na terminál brány, změní vodivost kanálu mezi odtokem a zdrojem, což umožňuje FET přepínat nebo zesilovat signály.Hodnota VDD často určuje maximální napětí, které FET zvládne, což zase ovlivňuje, jak dobře zařízení funguje a jak efektivně funguje.VDD poskytuje sílu FET pro správu proudového toku a provádění funkcí přepínání nebo zesílení.

Vee

Obrázek 4: Vee jako negativní napájecí napětí v BJT, zesilovačích a obvodech TTL

Vee je negativní napájecí napětí spojené s emitorovým terminálem BJTS.Toto napětí je důležité pro správný provoz tranzistoru.V tranzistoru NPN VEE zajišťuje, že emitor má nižší potenciál než sběratel, což je podmínka potřebná pro správné provádění tranzistoru.Správné zkreslení prostřednictvím VEE umožňuje tranzistoru udržovat stabilní provozní bod a zajistit, aby fungovalo v rámci stanoveného rozsahu napětí.Vee je často spojena s zemí nebo s nižším potenciálem, což umožňuje proudu proudu z emitoru do kolektoru, což umožňuje tranzistoru přesně amplifikovat nebo přepínat signály.Bez Vee by tranzistor nebyl schopen dosáhnout požadovaných podmínek zkreslení pro správný provoz.

Vss

Obrázek 5: VSS jako negativní napájecí napětí ve FET, zesilovačích a obvodech CMOS

VSS znamená napětí u zdroje a je obvykle negativní napájecí napětí připojené ke zdrojovému terminálu N-kanálových FET.VSS působí jako společný nebo referenční bod pro obvod a zajišťuje správné úrovně napětí napříč zařízením.Definuje úroveň nulového napětí v obvodu, proti které se měří všechna ostatní napětí.Tento referenční bod je velmi užitečný pro stabilní provoz FET, což mu umožňuje efektivně ovládat proudový tok mezi odtokovým a zdrojovým terminály.VSS poskytuje stabilní základní linii, kterou FET používá ke správě proudového toku a spolehlivě vykonávání jeho funkcí.V mnoha obvodech je VSS synonymem pro půdu a poskytuje konzistentní referenční bod pro celý obvod.

GND

Obrázek 6: GND jako společný referenční bod v obvodu

GND znamená zem.Je to referenční bod napětí v obvodu.GND slouží jako společný referenční bod pro všechna měření napětí v obvodu a poskytuje konzistentní základní linii pro porovnání všech ostatních napětí.Je nutný pro udržení stabilního prostředí napětí, což zabraňuje fluktuacím, které by mohly ovlivnit provoz obvodu.Poskytováním konzistentního odkazu GDD pomáhá zajistit přesná měření a stabilní výkon obvodu, zabránit šumu a rušení, které by mohlo narušit provoz obvodu.GND je společným bodem, kde jsou odkazována na všechna ostatní napětí v obvodu, což zajišťuje, že obvod funguje hladce a předvídatelně.

Další běžné etikety napájení v elektronických obvodech

VBAT (napěťová baterie) je napětí používané k udržení záložních registrů a hodin v reálném čase (RTC), když je hlavní napájecí zdroj (VDD) vypnuto.To znamená, že i když hlavní zdroj energie není k dispozici, důležité funkce, jako je udržování paměti a času nadále fungovat.Tím je zajištěno, že zařízení, jako jsou hodiny, stále ukazují správný čas a ukládá se data, i když je hlavní síla vypnuta.To je velmi užitečné při zajišťování zajištění toho, aby tato zařízení fungovala po celou dobu, podobně jako to, jak je pro jednotlivce důležitá konzistentní a spolehlivá podpora, aby si udrželi stabilitu a pokrok v náročných dobách.

VPP (programovací napětí) je napětí používané pro programování nebo vymazání paměťových zařízení.Poskytuje vyšší napětí potřebné ke změně uložených dat v programovatelných zařízeních, jako jsou EPROMS (vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení) a paměť Flash.Toto napětí je obvykle vyšší než běžné operační napětí, aby bylo zajištěno, že paměť může být správně psaná nebo vymazána.Bez VPP by tato zařízení nemohla efektivně aktualizovat své uložené informace.

VA (analogové napětí) označuje specifickou úroveň napětí použité pro analogové operace v obvodech, které mají digitální i analogové části.Toto oddělení zajišťuje, že oba typy signálů fungují správně ve stejném obvodu.Udržováním odlišných hladin napětí pro analogové a digitální operace pomáhá VA zabránit rušení mezi nimi a udržovat signály jasné a přesné.

CC (napětí sběratele) a DD (odtokové napětí) představují rozdíl mezi napájecím napětím a pracovním napětím v obvodu, obvykle s VCC vyšší než VDD.VCC je vyšší napájecí napětí potřebné pro celkový provoz obvodu.VDD, na druhé straně, je nižší pracovní napětí potřebné specifickými částmi obvodu.Toto rozlišení pomáhá efektivně řídit distribuci energie a zajistit, aby každá část obvodu získala vhodné napětí pro jeho provoz.Například v některých obvodech může být VCC 5V pro napájení celého systému, zatímco VDD může být 3,3 V pro určité citlivé komponenty, což umožňuje efektivní a stabilní výkon napříč různými částmi obvodu.

Vysvětlení aplikace

Pochopení toho, jak VCC, VDD, VEE, VSS a GND pracují v digitálních obvodech pro dobrý návrh a provoz obvodů.Každé napětí má konkrétní úlohu, aby se zajistilo, že elektronické díly dobře fungují.

VCC je hlavní napájecí napětí pro celý obvod.Poskytuje energii potřebnou k napájení všech částí a ujistí se, že správně fungují.

VDD je pracovní napětí specifické pro čip nebo integrovaný obvod (IC).Obvykle je nižší než VCC, protože regulátory vnitřního napětí čipu snižují napětí na potřebnou úroveň.Například v mikrokontrolérech ARM je napájecí napětí (VCC) obvykle 5V, které se poté změní na pracovní napětí (VDD) 3,3 V pomocí modulu stabilizace napětí.Některé ICS mají kolíky VDD i VCC, což ukazuje, že zařízení dokáže zvládnout různé úrovně napětí.To pomáhá IC lépe zvládat sílu a zajistit dobrý výkon a energetickou účinnost.

V obvodech, které používají tranzistory polních účinků (FET) nebo CMOS zařízení, je VDD napětím na vypouštěcím terminálu tranzistoru, zatímco VSS je napětí na zdrojovém terminálu.VDD je pozitivní napájecí napětí, které umožňuje FET řídit proudový tok, zatímco VSS je pozemní bod a poskytuje návratnost proudu.

Obecně se VCC používá k označení analogového napájení, VDD se používá pro digitální napájení, VSS je digitální půda a VEE představuje negativní napájení.Každé z těchto napětí je zapotřebí pro různé typy obvodů a dílů, což se ujistí, že pracují správně v rámci svých limitů.

V elektrickém smyslu lze GND nebo půdu rozdělit na energetickou půdu (PG) a signální půdu.Výkonová půda se používá pro vysoce proudová zařízení, poskytuje stabilní referenční bod pro těžká zatížení a zajišťuje bezpečný provoz těchto zařízení.Signální půda se používá pro obvody s nízkým proudem nebo signálem, přičemž udržuje stabilní referenční bod pro citlivé části zpracování signálu.Pozemní a signální půda mají různé účely, ale jsou potřebné pro celkovou stabilitu a výkon elektronických obvodů.K minimalizaci hluku a rušení jsou zapotřebí dobré uzemňovací techniky, aby se ujistilo, že jak vysokopruhové, tak nízkoprůhledné obvody fungují spolehlivě a efektivně.

Bipolární křižovatky (BJT)

Obrázek 7: Bipolární spojovací tranzistor (BJT) ukazující VCC a VEE

Bipolární spojovací tranzistory (BJTS) jsou jedním z hlavních stavebních bloků elektronických obvodů.Přicházejí ve dvou typech NPN a PNP, přičemž NPN jsou běžnější v moderních obvodech.Názvy pro napájecí napětí v BJT jsou odvozena ze specifických terminálů tranzistoru sběratele, emitoru a základny.

Napětí VCC u společného sběratele

VCC je pozitivní napájecí napětí připojené k kolektorovému terminálu BJT, zejména v tranzistorech typu NPN.VCC znamená napětí u společného sběratele, přičemž běžné ukazuje, že toto napětí je sdíleno přes mnoho tranzistorů v obvodu.Dvojitý CC objasňuje, že se jedná o napájecí napětí a nejen napětí s jedním bodem (VC).

VCC je potřebný pro BJTS, protože poskytuje potenciální rozdíl, který umožňuje proudu proudit z kolektoru do emitoru.Tento proudový tok je to, co umožňuje tranzistoru fungovat jako zesilovač nebo spínač.Při amplifikaci tranzistor používá VCC ke zvýšení síly vstupního signálu.Při přepínání pomáhá VCC zapnout a vypnout tranzistor a ovládat proudový tok obvodem.

Například v nastavení zesilovače společného emituru je VCC připojen pomocí odporu zatížení ke kolektoru.Vstupní signál na základně mění proudový tok z kolektoru na emitor, což umožňuje tranzistoru amplifikovat vstupní signál.VCC poskytuje sílu potřebnou pro toto zesílení.

Napětí vee na emitoru

Vee je negativní napájecí napětí připojené k emitorovému terminálu BJT, zejména v tranzistorech typu NPN.Vee znamená napětí u emitoru a dvojitá EE jej odděluje od ostatních napětí souvisejících s emitorem (VE).

Vee je potřebný pro správné zkreslení tranzistoru.Předpětí znamená nastavení provozního bodu tranzistoru použitím správných napětí na jeho terminály.Aby tranzistor NPN fungoval správně, musí mít emitor s nižším potenciálem než sběratel.Tím je zajištěno, že spojka základního emiteru je zkreslená vpřed, což umožňuje proudu proudit ze základny do emitoru, zatímco spojka základního sběratele je opačně zkreslená, což ovládá větší proudový tok z kolektoru do emitoru.

V mnoha obvodech je Vee připojen k zemi a poskytuje stabilní referenční bod pro emitor.To je běžné v systémech jediného napájení, kde země slouží jako reference negativního napětí pro celý obvod.V těchto nastaveních je země (0V) stejná jako VEE.

Například v diferenciálním zesilovači, který je základním stavebním blokem v analogových obvodech, jsou emitory dvou BJT spojeny dohromady a poté s negativním napájecím napětím vee prostřednictvím společného emitorového odporu.Tím je zajištěno, že tranzistory jsou správně zkreslené a mohou zesílit diferenciální vstupní signál aplikovaný na jejich základny.

Tranzistory polních efektů (FET)

Obrázek 8: Tranzistor polních efektů (FET) ukazující VDD a VSS

Tranzistory polních efektů (FET) jsou druh tranzistoru používaného v elektronických obvodech.Existují různé typy FET, přičemž nejběžnější jsou N-kanálové a P-kanálové mosfety (tranzistory polního efektu-efektu kov-oxid-oxid-Semiconductor).Názvy napětí napájení ve FET pocházejí ze specifických částí tranzistoru odtoku, zdroje a brány.

VDD napětí při odtoku

VDD znamená napětí při odtoku.Tento termín se týká pozitivního napájecího napětí připojeného k odtokové části N-kanálové FET.DD ve VDD to ukazuje jako napájecí napětí.

VDD napětí jde do odtoku N-kanálového FET.Aby FET fungoval správně, musí být odtok na vyšší napětí než zdroj.To umožňuje, aby se proud přesunul z odtoku ke zdroji, když je napětí napětí na bránu, což ovládá tok proudu mezi odtokem a zdrojem.VDD dává potřebnou energii pro FET pro řízení toku proudu a provádění jeho přepínacích nebo zesilovacích funkcí.V obvodech CMOS pohání VDD digitální logické brány a pomáhá jim zpracovávat a odesílat digitální signály.

VSS napětí u zdroje

VSS znamená napětí u zdroje.Tento termín se týká negativního napájecího napětí připojeného ke zdrojové části N-kanálové FET.SS ve VSS to ukazuje jako napájecí napětí.

VSS napětí jde ke zdroji N-kanálového FET.Aby FET fungoval správně, musí být zdroj na nižší napětí než odtok.Toto nastavení zajišťuje, že FET může efektivně ovládat proudový tok mezi odtokovými a zdrojovými částmi.VSS často působí jako odkaz na zem v těchto obvodech, což dává stabilní referenční bod pro operaci FET.Definováním úrovně nulového napětí v obvodu pomáhá VSS udržovat správné hladiny napětí napříč zařízením, což mu umožňuje spolehlivě pracovat.

6. Rozdíly a příklady VCC, VDD, VEE, VSS a GND v elektronice

VBAT (napěťová baterie) je napětí používané k udržení záložních registrů a hodin v reálném čase (RTC), když je hlavní napájecí zdroj (VDD) vypnuto.To znamená, že i když primární zdroj energie není k dispozici, základní funkce, jako je retence paměti a časová míra, nadále fungují.To je užitečné v aplikacích, které vyžadují nepřetržitý provoz, jako je udržování času v hodinách nebo zachování dat v paměti.

VCC

• Použití VCC je pozitivní napájecí napětí pro obvody pomocí bipolárních spojovacích tranzistorů (BJT) a operačních zesilovačů.Poskytuje energii potřebnou k napájení těchto komponent.

• Sběratelské připojení VCC je přímo spojeno s terminálem kolektoru BJTS typu NPN.Toto připojení dodává napětí potřebné pro správné fungování tranzistoru.Sběratel musí mít vyšší potenciál než emitor, aby umožnil proud proudit z kolektoru do emitoru.To je nutné pro tranzistorové amplifikační a přepínací operace.V operačních zesilovačích dodává VCC výkon potřebný pro to, aby op-amp, aby fungoval v rámci zamýšleného rozsahu napětí, což mu umožňuje přesně zesilovat signály.

Vee

• Použití Vee slouží jako negativní napájecí napětí pro obvody pomocí BJT a operačních zesilovačů.Poskytuje nižší bod potenciálu v obvodu.

• Připojení emitoru je přímo spojeno s emitorovým terminálem BJTS typu NPN.Tím je zajištěno, že emitor je správně zkreslený záporným napětím, což je potřebné pro správný provoz tranzistoru.Emitor musí mít nižší potenciál než základna, aby tranzistor správně provedl.V mnoha návrzích obvodu je Vee připojen k zemi nebo s nižším potenciálem než země, což pomáhá tranzistoru správně pracovat.Toto nastavení umožňuje stabilní proudový tok a přesné zesílení nebo přepínání signálu.

VDD

• Použití VDD je pozitivní napájecí napětí používané v obvodech, které využívají technologii Transistorů efektu v polních účincích (FET) a komplementární technologii kov-oxid-semiconductor (CMOS).Pohání vnitřní obvody a logické brány těchto zařízení.

• Vypouštěcí připojení je přímo připojeno k vypouštěcímu terminálu N-kanálových FET.Toto připojení dodává požadované napětí pro odtok, což umožňuje FET ovládat proudový tok mezi odtokem a zdrojem.Odtok musí být při vyšším napětí než zdroj pro proud proudu z odtoku ke zdroji.V obvodech CMOS poskytuje VDD výkon potřebný pro správné fungování digitálních logických bran, což umožňuje zpracování a přenos digitálních signálů.

Vss

• Použití VSS představuje negativní napájecí napětí v obvodech s FET a CMOS zařízeními.Slouží jako referenční bod pro zdrojový terminál v těchto zařízeních.

• Zdrojové připojení VSS je přímo připojeno ke zdrojovému terminálu N-kanálových FET.Tím je zajištěno, že zdroj je ve srovnání s odtokem, který je potřebný pro správné fungování FET, nižší potenciál.VSS často slouží jako odkaz na zem v těchto obvodech a udržuje stabilitu a správné fungování zařízení FET a CMOS.Poskytováním stabilního referenčního bodu pomáhá VSS zajistit konzistentní výkon a spolehlivý provoz tranzistorů a logických bran v obvodu.

GND (pozemní a signální půda)

GND nebo zem je referenčním bodem napětí v obvodu.Působí jako běžná návratnost elektrického proudu a pomáhá udržovat stabilní prostředí napětí v obvodu.

• Power Ground používaná pro síťová zařízení s vysokým proudem a výkonové zesilovače, Power Ground poskytuje stabilní referenci pro vysoce výkonné obvody.Tento typ půdy zajišťuje, že vysoké proudy v energetických obvodech nezasahují do citlivých komponent v obvodu.

• Signální půda používaná pro obvody s nízkým proudem nebo signálem zajišťuje referenční bod bez šumu pro citlivé komponenty zpracování signálu.K minimalizaci šumu a rušení jsou zapotřebí správné uzemňovací techniky, což může zhoršit výkon obvodu.Poskytnutím stabilního referenčního bodu pomáhá signální půda zajistit přesný přenos a zpracování signálu.

Závěr

Správné znalosti a používání VCC, VDD, VEE, VSS a GND je pro úspěšné navrhování a provozování elektronických obvodů velmi užitečné.VCC je pozitivní napájecí napětí pro bipolární spojovací tranzistory a operační zesilovače, ujistěte se, že tyto části mají sílu, které potřebují k práci.VDD je pozitivní napájecí napětí pro tranzistory a CMOS zařízení, které řídí proudový tok potřebný pro jejich provoz.Vee a VSS poskytují potřebná negativní napětí pro BJT a FET, nastavení správného zkreslení a referenčních bodů pro stabilní výkon.GND nebo zem je běžným referenčním bodem pro všechna napětí v obvodu, což zajišťuje stabilitu a zabrání fluktuacím, které by mohly narušit provoz obvodu.

Pochopením specifických rolí a spojení těchto napětí můžete navrhnout spolehlivější a efektivnější obvody.Každý typ napětí má zřetelný účel, který pomáhá elektronickým dílům hladce spolupracovat.S těmito znalostmi můžete lépe řešit problémy, zlepšit výkon obvodů a ujistit se, že všechny části spolupracují hladce.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Jaký je rozdíl mezi VCC a VEE„

VCC a VEE jsou různá napájecí napětí v obvodech pomocí bipolárních spojovacích tranzistorů (BJT).VCC je pozitivní napětí připojené k kolektorovému terminálu NPN-typu BJTS.Umožňuje proudu proudit z kolektoru do emitoru a nechat tranzistor amplifikovat nebo přepínat signály.Vee je negativní napětí připojené k emitorovému terminálu BJTS.Zajišťuje, že emitor má nižší potenciál než sběratel, který je potřebný pro to, aby tranzistor správně fungoval.Vee pomáhá nastavit správné podmínky pro stabilní provoz.

2. Jaké napětí je GND?

GND nebo země je obvykle nastavena na 0 voltů.Slouží jako společný referenční bod pro všechna ostatní napětí v elektronickém obvodu.To znamená, že všechna ostatní napětí se měří vzhledem k GND, což zajišťuje stabilní prostředí napětí v obvodu.

3. Co znamená GND?

GND znamená zem.V elektronických obvodech funguje jako referenční bod pro všechna měření napětí.Poskytuje běžnou návratnost elektrického proudu, která pomáhá udržovat stabilitu a předcházet změnám napětí, které by mohly ovlivnit provoz obvodu.

4. Co jsou VCC, VDD a VSS?

VCC, VDD a VSS jsou typy napájecího napětí v elektronických obvodech.VCC je pozitivní napětí pro bipolární spojovací tranzistory (BJT) a operační zesilovače, které poskytuje energii pro jejich provoz.VDD je pozitivní napájecí napětí pro tranzistory polních efektů (FET) a technologii CMOS, napájení vnitřních obvodů a logických bran.VSS je negativní napětí nebo odkaz na zem pro FET a zařízení CMOS, který působí jako referenční bod pro stabilní provoz.

5. Je VSS nebo VDD pozitivní?

VDD je pozitivní.Slouží jako pozitivní napájecí napětí v obvodech pomocí technologie Transistorů (FET) a CMOS, které pohánějí vnitřní obvody a logické brány.VSS je naproti tomu obvykle zemním nebo negativním referenčním bodem, který poskytuje stabilní referenční napětí potřebné pro provoz těchto zařízení.