הבדלים בין VCC, VEE, VDD ו-VSS

עיין במאמר זה עבור ההבדלים הקריטיים בין VCC, VEE, VDD ו-VSS. למד מהיכן הגיעו המונחים הללו והיישומים שלהם באלקטרוניקה מעשית.

מבוא

סביר להניח שנתקלת באחד מהמונחים VCC, VEE, VDD או VSS במפגש היומיומי שלך עם אלקטרוניקה.

ייתכן שסמלים אלה ייצגו את מקורות הכוח של המעגלים האלקטרוניים או ה-IC שלך.

עם זאת, האם תהיתם לגבי המשמעות של כל דמות ספציפית בסמלים אלה?

תלמד הכל על זה כאן. תלמד גם כמה יישומים מעשיים המשתמשים במונחים אלה בסכמות שלך.

 

מהו VCC בצורה מלאה באלקטרוניקה?

מעצבים משתמשים בדרך כלל ב-VCC במעגלים קלאסיים עם טרנזיסטור צומת דו-קוטבי (BJT).

BJT הוא מכשיר המשמש להגברה או שליטה של ​​אות חשמלי. זהו בעיקר מכשיר הנשלט על זרם.

כפי שתראה להלן, BJT הוא רכיב שלושה טרמינלים עם אספן הפינים (C), פולט (E) ובסיס (B).

מה שמיוחד ב-BJTs הוא שהם צריכים להיות מוטים לתפקד כראוי. בדרך כלל, תצורה טיפוסית עבור BJT היא תצורת פולט משותף.

 

כשמסתכלים מקרוב על המעגל, אפשר לראות שמקור הכוח שלו הוא VCC. מאמינים שבאופן מסורתי, המונח VCC הגיע מהידיעה שמקור זה מספק את מתח האספן או VC.

סימון ה-CC הכפול מבדיל בין VCC (ספק הכוח של הקולט של הטרנזיסטור) לבין VC (המתח בפין הקולט).

 

עם זאת, תראה גם את סמל ה-VCC קשור לפיני הכוח של כמה ICs, במיוחד הקלאסיים.

שבבים אלה משתמשים בטכנולוגיית ייצור ישנה (אך בדוקה) באמצעות BJTs.

להלן דוגמה לשבב בשם מגבר תפעולי UA 741 מבית National Semiconductor.

 

 

המבנה הפנימי של IC זה מורכב בעיקר מ-BJTs. פין VCC מחובר בעיקר כדי להפעיל את פיני האספן של הטרנזיסטורים במעגל.

 

 

מהו VEE בצורה מלאה באלקטרוניקה?

כמו VCC, VEE נוצר מסיכה אחרת ב-BJT שנקראת פולט. המתח על פין הפולט הוא VE או מתח פולט.

עם זה, המונח VEE, המספק חשמל או הארקה לפין הפולט, נולד כדי להבדיל אותו מ-VE.

בדרך כלל, מהנדסי פריסת מעגלים מתייחסים ל-VEE כשווה לאדמה בתצורת פולט משותף בסיסית.

 

עם זאת, ישנם סוגים שונים של תצורות לפולט הנפוץ. תצורה אחת כזו היא מעגל מיוצב פולט.

למעגל כזה יש נגד המחובר בין פין הפולט לאדמה; לפיכך, VEE ו-GND אינם שווים במעגל זה.

 

 

שוב, בדומה ל-VCC, תמצאו הרבה שבבים קלאסיים עם סמל VEE כמקור כוח.

שבבים אלה בנויים באופן פנימי מ-BJTs. בדרך כלל, מעצבים מחברים את הפינים הללו ל-GND או לפוטנציאל שלילי.

עם זאת, שבבים מסוימים מבדילים את מסוף ה-VEE ממסוף ההארקה על-ידי ציון שפין ה-VEE דורש מתח אספקה ​​שלילי.

הנה דוגמה לשבב שנקרא מעגל מרבב/דימולטיפלקס אנלוגי CD74HC4051.

 

 

אם יש לך רק מקור מתח אספקה ​​בודד ואינך זקוק לפוטנציאל שלילי, אתה אמור להיות מסוגל לחבר VEE ו-GND.

מהו VDD בצורה מלאה באלקטרוניקה?

אם VCC נולד ממעגלי BJT, המונח VDD הגיע ממעגלי FET (או Field Effect Transistor).

כמו BJTs, מעצבים משתמשים בעיקר ב-FET כדי להגביר או לשלוט באות חשמלי. FETs הם רכיבים עם שלושה מסופים: D עבור Drain, G עבור Gate ו-S עבור Source.

שלא כמו BJTs, FETs הם בעיקר מכשירים מבוקרי מתח. ל-FETS יש גם עכבות קלט גבוהות יותר מאשר מקבילו ל-BJT.

 

להלן מעגל FET פשוט (באופן ספציפי, מסוג MOSFET). במבט מקרוב, אפשר לראות שמקור הכוח שלו הוא VDD, אשר מפעיל את סיכת הניקוז.

מאמינים שבאופן מסורתי, המונח VDD הגיע מהידיעה שמקור זה מספק את מתח הניקוז או VD.

סימון ה-DD הכפול מבדיל בין VDD (מקור הכוח של הניקוז של הטרנזיסטור) לבין VD (המתח בפין הניקוז).

 

 

 

בנוסף, תראה את סמל ה-VDD קשור לפיני הכוח של כמה ICs, במיוחד החדשים יותר.

שבבים אלה משתמשים בטכנולוגיית ייצור יעילה יותר באמצעות FETs. ICs המיוצרים עם FETs יציבים יותר בטמפרטורה, בעלי צפיפות אריזה טרנזיסטור גבוהה יותר וקל יותר לייצור.

להלן דוגמה לשבב, מיקרו-בקר בשם PIC16F877A מ-Microchip Technology, המשתמש בטכניקות ייצור FET.

 

 

מהו VSS בצורה מלאה באלקטרוניקה?

כמו VDD, VSS מגיע מפיכה אחרת במכשיר ה-FET שנקראת המקור. המתח על פין מקור זה נקרא VS, או מתח מקור.

VSS מספק חשמל או הארקה לפין מקור זה. ה-SS הכפול במונח VSS מבדיל את אספקת ה-VSS מ-VS או מתח מקור.

שימו לב ש-VSS יכול להשתוות לקרקע בתצורת FET בסיסית של N-channel.

 

 

 

שוב, בדומה ל-VDD, תמצאו הרבה שבבים מודרניים עם סמל VSS כמקור כוח. מעצבי מעגלים בדרך כלל מחברים את הפינים הללו ל-GND או לפוטנציאל שלילי.

כפי שנדון קודם לכן במונח VDD, שבבים אלה בנויים באופן פנימי מטכנולוגיית FET מודרנית.

 

למיקרו-בקר לדוגמה IC PIC16F877A יש VSS בתור פין הארקה שלו, כפי שניתן לראות להלן.

 

שימוש בשבב זה במעגל יראה לך את החיבורים בין VDD ל-VSS. למטה, המעגל מחיל +5V ל-VDD, המספק אותו לפיני ה-VDD של ה-MCU.

המעגל מספק לפיני VSS של ה-MCU עם הארקה או פוטנציאל אפס. מעגל דוגמה זה מהבהב נורית באמצעות מיקרו-בקר.

קושחה נצרבת בנוסף ל-MCU כדי לבצע משימה זו. שימו לב שפוטנציאל ההארקה של המעגל קשור כולו ל-VSS.

 

 

 

 

סיכום

למדת כאן את המונחים VCC, VDD, VEE ו-VSS. לרוב, אלו הם פיני ספק כוח המספקים חשמל למעגל אלקטרוני או לשבב.

VCC נגזר ממתח הקולטור של BJT, VDD ממתח הניקוז של FET, VEE ממתח הפולט של BJT ו-VSS ממתח המקור של FET.

זכור גם שלמרות שפיני VEE ו-VSS מתחברים לרוב לאדמה, הם יכולים גם להיות בעלי פוטנציאל שלילי על סמך יישום המעגלים שלך.