Inzicht in de voedingsspanningen in elektronica VCC, VDD, VEE, VSS en GND
In de wereld van elektronica worden de termen VCC, VDD, VEE, VSS en GND gebruikt om verschillende voedingsspanningen te beschrijven die nodig zijn voor de werking van verschillende onderdelen binnen een circuit.Elk van deze termen vertegenwoordigt een specifiek spanningstype met duidelijke rollen en verbindingen, die erg belangrijk zijn om ervoor te zorgen dat elektronische apparaten goed werken.Inzicht in deze voedingsspanningen helpt iedereen die betrokken is bij het ontwerpen, bouwen of repareren van elektronische circuits.Deze gids is bedoeld om deze termen duidelijk uit te leggen, om te laten zien wat elk betekent en hoe het wordt gebruikt in verschillende soorten circuits, waardoor u een beter begrip krijgt van elektronisch ontwerp en werking.Catalogus
Figuur 1: Relatie tussen VCC, VDD, VEE, VSS en GND
Definities van VCC, VDD, VEE, VSS en GND
VCC
Figuur 2: VCC als de positieve voedingsspanning in BJT's, versterkers en TTL -circuits
VCC staat voor spanning bij de gemeenschappelijke verzamelaar.Het is de positieve voedingspanning die is aangesloten op de collectoraansluiting van bipolaire junctie -transistors (BJT's).In deze transistoren regelt een kleine stroom aan de basis een grotere stroom die van VCC naar de emitter stroomt.Met deze installatie kan de transistor effectief signalen versterken of schakelen.VCC biedt de energie die de transistor nodig heeft om te werken.Zonder deze positieve spanning zou de transistor niet in staat zijn om correct te functioneren, omdat deze afhankelijk is van het spanningsverschil om de stroom door zijn collector-emitterpad te drijven.Dit maakt VCC zeer nuttig in circuits die BJT's gebruiken voor versterking en omschakeling.
VDD
Figuur 3: VDD als de positieve voedingsspanning in FET's, versterkers en CMOS -circuits
VDD staat voor spanning bij de afvoer.Het is de positieve voedingspanning die is aangesloten op de afvoeraansluiting van veldeffecttransistoren (FET's), met name N-kanaal FET's.VDD regelt de stroomstroom tussen de afvoer- en bronterminals.Wanneer een spanning wordt toegepast op de gate -terminal, verandert deze de geleidbaarheid van het kanaal tussen de afvoer en bron, waardoor de FET signalen kan schakelen of versterken.De waarde van VDD bepaalt vaak de maximale spanning die de FET aankan, wat op zijn beurt beïnvloedt hoe goed het apparaat presteert en hoe efficiënt het werkt.VDD biedt het vermogen voor de FET om de huidige stroom te beheren en de schakel- of versterkingsfuncties uit te voeren.
Vee
Figuur 4: Vee als de negatieve voedingsspanning in BJT's, versterkers en TTL -circuits
Vee is de negatieve voedingspanning geassocieerd met de emitterterminal van BJT's.Deze spanning is belangrijk voor de juiste werking van de transistor.In een NPN -transistor zorgt Vee ervoor dat de emitter een lager potentieel heeft dan de collector, een voorwaarde die de transistor nodig heeft om correct te voeren.Door Vee met een goede vooringenomenheid kan de transistor een stabiel werkpunt handhaven, waardoor het werkt binnen het gespecificeerde spanningsbereik.Vee is vaak verbonden met de grond of een lager potentieel, waardoor de stroom van de emitter naar de collector kan stromen, waardoor de transistor nauwkeurig kan versterken of schakelen.Zonder Vee zou de transistor niet in staat zijn om de vereiste bias -voorwaarden voor de juiste werking te bereiken.
VSS
Figuur 5: VSS als de negatieve voedingsspanning in FET's, versterkers en CMOS -circuits
VSS staat voor spanning bij de bron en is meestal de negatieve voedingsspanning die is aangesloten op de bronterminal van N-kanaal FET's.VSS fungeert als het gemeenschappelijke grond- of referentiepunt voor het circuit en zorgt voor de juiste spanningsniveaus over het apparaat.Het definieert het nulspanningsniveau in het circuit, waartegen alle andere spanningen worden gemeten.Dit referentiepunt is zeer nuttig voor de stabiele werking van de FET, waardoor deze de huidige stroom tussen de afvoer- en bronterminals effectief kan regelen.VSS biedt de stabiele basislijn die de FET gebruikt om de huidige stroom te beheren en de functies betrouwbaar uit te voeren.In veel circuits is VSS synoniem met de grond en biedt het een consistent referentiepunt voor het hele circuit.
GND
Figuur 6: GND als het gemeenschappelijke referentiepunt in een circuit
GND staat voor grond.Het is het spanningsreferentiepunt in een circuit.GND dient als het gemeenschappelijke referentiepunt voor alle spanningsmetingen in het circuit, waardoor een consistente basislijn wordt geboden voor het vergelijken van alle andere spanningen.Het is nodig voor het handhaven van een stabiele spanningsomgeving, waardoor fluctuaties worden voorkomen die de werking van het circuit kunnen beïnvloeden.Door een consistente referentie te bieden, helpt GND te zorgen voor nauwkeurige metingen en stabiele circuitprestaties, waardoor ruis en interferentie worden vermeden die de werking van het circuit kunnen verstoren.GND is het gemeenschappelijke punt waarnaar alle andere spanningen in het circuit worden verwezen, waardoor het circuit soepel en voorspelbaar functioneert.
Andere veel voorkomende voedingslabels in elektronische circuits
VBAT (spanningsbatterij) is een spanning die wordt gebruikt om back-upregisters te houden en de realtime klok (RTC) die actief is wanneer de hoofdvoeding (VDD) is uitgeschakeld.Dit betekent dat zelfs als de belangrijkste stroombron niet beschikbaar is, belangrijke functies zoals het houden van het geheugen en de tijd blijven werken.Dit zorgt ervoor dat apparaten zoals klokken het juiste moment blijven tonen en dat gegevens worden opgeslagen, zelfs wanneer de hoofdkracht is uitgeschakeld.Dit is zeer nuttig om ervoor te zorgen dat deze apparaten altijd werken, net als hoe consistent en betrouwbare ondersteuning belangrijk is voor individuen om stabiliteit en vooruitgang te behouden door uitdagende tijden.
VPP (programmeerspanning) is de spanning die wordt gebruikt voor het programmeren of wissen van geheugenapparaten.Het levert de hogere spanning die nodig is om de opgeslagen gegevens te wijzigen in programmeerbare apparaten zoals EPROM's (wistbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen) en flash-geheugen.Deze spanning is meestal hoger dan de reguliere bedrijfsspanningen om ervoor te zorgen dat het geheugen correct kan worden geschreven of gewist.Zonder VPP zouden deze apparaten hun opgeslagen informatie niet effectief kunnen bijwerken.
VA (analoge spanning) geeft het specifieke spanningsniveau aan dat wordt gebruikt voor analoge bewerkingen in circuits met zowel digitale als analoge onderdelen.Deze scheiding zorgt ervoor dat beide soorten signalen correct werken in hetzelfde circuit.Door afzonderlijke spanningsniveaus te handhaven voor analoge en digitale bewerkingen, helpt VA interferentie tussen de twee te voorkomen, waardoor de signalen duidelijk en nauwkeurig blijven.
CC (collectorspanning) en DD (afvoerspanning) vertegenwoordigen het verschil tussen de voedingsspanning en de werkspanning in een circuit, meestal met VCC die hoger is dan VDD.VCC is de hogere voedingspanning die nodig is voor de algehele werking van het circuit.VDD daarentegen is de lagere werkspanning die nodig is door specifieke delen van het circuit.Dit onderscheid helpt de stroomverdeling effectief te beheren, zodat elk deel van het circuit de juiste spanning krijgt voor de werking ervan.In sommige circuits kan VCC bijvoorbeeld 5V zijn voor het voeden van het hele systeem, terwijl VDD 3,3 V kan zijn voor bepaalde gevoelige componenten, waardoor efficiënte en stabiele prestaties over verschillende delen van het circuit mogelijk zijn.
Toepassing Verklaring
Begrijpen hoe VCC, VDD, VEE, VSS en GND -werk in digitale circuits nodig zijn voor goed circuitontwerp en -bedwerking.Elke spanning heeft een specifieke taak om ervoor te zorgen dat elektronische onderdelen goed samenwerken.
VCC is de belangrijkste voedingspanning voor het hele circuit.Het geeft de energie die nodig is om alle onderdelen van stroom te voorzien, en zorgt ervoor dat ze correct werken.
VDD is de werkspanning die specifiek is voor de chip of geïntegreerde circuit (IC).Het is meestal lager dan VCC omdat de interne spanningsregelaars van de chip de spanning verlagen naar het benodigde niveau.In ARM -microcontrollers bijvoorbeeld is de voedingspanning (VCC) meestal 5V, die vervolgens wordt gewijzigd in een werkspanning (VDD) van 3,3 V via een spanningsstabilisatiemodule.Sommige IC's hebben zowel VDD- als VCC -pennen, waaruit blijkt dat het apparaat verschillende spanningsniveaus aankan.Dit helpt de IC beter te beheren, zorgt voor goede prestaties en energie -efficiëntie.
In circuits die veldeffecttransistoren (FET's) of CMOS-apparaten gebruiken, is VDD de spanning bij de afvoerterminal van de transistor, terwijl VSS de spanning is bij de bronterminal.VDD is de positieve voedingsspanning waarmee de FET de stroomstroom kan regelen, terwijl VSS het grondpunt is en een retourpad voor de stroom biedt.
Over het algemeen wordt VCC gebruikt om de analoge voeding aan te duiden, VDD wordt gebruikt voor de digitale voeding, VSS is de digitale grond en Vee vertegenwoordigt de negatieve voeding.Elk van deze spanningen is nodig voor verschillende soorten circuits en onderdelen, waardoor ze correct binnen hun grenzen werken.
In elektrische termen kunnen GND of grond worden verdeeld in stroomgrond (PG) en signaalgrond.Power Ground wordt gebruikt voor apparaten met hoge stroom, waardoor een stabiel referentiepunt voor zware belastingen wordt geboden en ervoor zorgt dat de veilige werking van deze apparaten.Signaalgrond wordt gebruikt voor laagstroom- of signaalcircuits, waardoor een stabiel referentiepunt wordt gehandhaafd voor gevoelige signaalverwerkingsonderdelen.Power Ground en Signal Ground hebben verschillende doelen, maar zijn beide nodig voor de algehele stabiliteit en prestaties van elektronische circuits.Goede aardingstechnieken zijn nodig om geluid en interferentie te minimaliseren, waardoor zowel hoogstroom als lage stroomcircuits betrouwbaar en efficiënt werken.
Bipolar junction transistors (BJT)
Figuur 7: Bipolaire junctie transistor (BJT) met VCC en VEE
Bipolaire junctie transistoren (BJT's) zijn een van de belangrijkste bouwstenen van elektronische circuits.Ze komen in twee soorten NPN en PNP, waarbij NPN vaker voorkomt in moderne circuits.De namen voor voedingsspanningen in BJT's zijn afgeleid van de specifieke terminals van de transistor, de collector, emitter en basis.
VCC -spanning bij de gemeenschappelijke verzamelaar
VCC is de positieve voedingsspanning die is aangesloten op de collectoraansluiting van een BJT, vooral in NPN-type transistoren.VCC staat voor spanning bij de gemeenschappelijke collector, waarbij gemeenschappelijk wordt aangetoond dat deze spanning wordt gedeeld over veel transistoren in een circuit.De dubbele CC maakt duidelijk dat dit een voedingsspanning is en niet alleen een enkele puntspanning (VC).
VCC is nodig voor BJT's omdat het het potentiële verschil biedt waardoor de stroom van de collector naar de emitter kan stromen.Deze huidige stroom is wat de transistor kan werken als een versterker of een schakelaar.In versterking gebruikt de transistor VCC om de sterkte van het ingangssignaal te verhogen.Bij het schakelen helpt VCC de transistor aan en uit te zetten, waardoor de stroom door het circuit wordt geregeld.
In een opstelling van een gemeenschappelijke emitter is bijvoorbeeld VCC verbonden via een laadweerstand tegen de collector.Het ingangssignaal aan de basis verandert de stroom van de collector in de emitter, waardoor de transistor het ingangssignaal kan versterken.VCC biedt de stroom die nodig is voor deze versterking.
Vee spanning bij de emitter
Vee is de negatieve voedingsspanning die is aangesloten op de emitterterminal van een BJT, vooral in NPN-type transistoren.Vee staat voor spanning bij de emitter en de dubbele EE scheidt het van andere emitter-gerelateerde spanningen (VE).
Vee is nodig om de transistor correct te voorspellen.Biasing betekent het instellen van het werkpunt van de transistor door de juiste spanningen op de terminals toe te passen.Om een NPN -transistor correct te laten werken, moet de emitter een lager potentieel hebben dan de collector.Dit zorgt ervoor dat de basis-emitterverbinding naar voren bevooroordeeld is, waardoor de stroom van de basis naar de emitter kan stromen, terwijl de basis-collectorverbinding omgekeerd is, waardoor de grotere stroom van de collector naar de emitter wordt geregeld.
In veel circuits is Vee verbonden met de grond en biedt het een stabiel referentiepunt voor de emitter.Dit is gebruikelijk in systemen met één voeding, waarbij de grond dient als de negatieve spanningsreferentie voor het hele circuit.In deze opstellingen is de grond (0V) hetzelfde als Vee.
Bijvoorbeeld, in een differentiële versterker, een basisbouwsteen in analoge circuits, zijn de emitters van twee BJT's met elkaar verbonden en vervolgens met de negatieve voedingsspanning Vee door een gemeenschappelijke emitterweerstand.Dit zorgt ervoor dat de transistoren goed bevooroordeeld zijn en het differentiële ingangssignaal op hun basen kunnen versterken.
Veldeffecttransistors (FET)
Figuur 8: Veldeffecttransistor (FET) met VDD en VSS
Veldeffecttransistoren (FET's) zijn een soort transistor die wordt gebruikt in elektronische circuits.Er zijn verschillende soorten FET's, waarbij de meest voorkomende N-kanaal en p-kanaal MOSFET's zijn (metaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistoren).De namen voor voedingsspanningen in FET's komen uit de specifieke delen van de transistor de afvoer, bron en poort.
VDD -spanning bij de afvoer
VDD staat voor spanning bij de afvoer.Deze term verwijst naar de positieve voedingsspanning die is aangesloten op het afvoergedeelte van een N-kanaal FET.De DD in VDD toont het als een voedingsspanning.
VDD-spanning gaat naar de afvoer van een N-kanaal FET.Om de FET correct te laten werken, moet de afvoer op een hogere spanning zijn dan de bron.Hierdoor kan de stroom van de afvoer naar de bron gaan wanneer de spanning op de poort wordt toegepast, waardoor de stroomstroom tussen de afvoer en bron wordt geregeld.VDD geeft het benodigde vermogen voor de FET om de stroomstroom te regelen en de schakel- of versterkingsfuncties uit te voeren.In CMOS -circuits voedt VDD de digitale logische poorten en helpt ze om digitale signalen te verwerken en te verzenden.
VSS -spanning bij de bron
VSS staat voor spanning bij de bron.Deze term verwijst naar de negatieve voedingsspanning die is aangesloten op het brongedeelte van een N-kanaal FET.De SS in VSS toont het als een voedingsspanning.
VSS-spanning gaat naar de bron van een N-kanaal FET.Om de FET correct te laten werken, moet de bron op een lagere spanning zijn dan de afvoer.Deze opstelling zorgt ervoor dat de FET de stroom tussen de afvoer- en brononderdelen effectief kan regelen.VSS fungeert vaak als de grondreferentie in deze circuits, waardoor een stabiel referentiepunt wordt gegeven voor de werking van de FET.Door het nulspanningsniveau in het circuit te definiëren, helpt VSS de juiste spanningsniveaus over het apparaat te behouden, waardoor het betrouwbaar kan werken.
6. Verschillen en voorbeelden van VCC, VDD, VEE, VSS en GND in elektronica
VBAT (spanningsbatterij) is een spanning die wordt gebruikt om back-upregisters te houden en de realtime klok (RTC) die actief is wanneer de hoofdvoeding (VDD) is uitgeschakeld.Dit betekent dat zelfs als de primaire stroombron niet beschikbaar is, basisfuncties zoals geheugenbehoud en tijdwaardering blijven werken.Dit is nuttig bij toepassingen die een continue werking nodig hebben, zoals het handhaven van de tijd in een klok of het bewaren van gegevens in het geheugen.
VCC
• Gebruik VCC is de positieve voedingsspanning voor circuits met behulp van bipolaire junction transistors (BJT's) en operationele versterkers.Het biedt de energie die nodig is om deze componenten van stroom te voorzien.
• Collectorverbinding VCC is rechtstreeks verbonden met de collectoraansluiting van NPN-type BJT's.Deze verbinding levert de spanning die nodig is voor de transistor om correct te werken.De verzamelaar moet een hoger potentieel hebben dan de emitter om stroom van de collector naar de emitter te laten stromen.Dit is nodig voor de versterking- en schakelbewerkingen van de transistor.In operationele versterkers levert VCC het vermogen dat nodig is voor de op-AMP om binnen het beoogde spanningsbereik te werken, waardoor het signalen nauwkeurig kan versterken.
Vee
• Gebruik Vee dient als de negatieve voedingsspanning voor circuits met behulp van BJT's en operationele versterkers.Het biedt een lager potentieel punt in het circuit.
• Zendingverbinding Vee is rechtstreeks verbonden met de emitterterminal van NPN-type BJT's.Dit zorgt ervoor dat de emitter correct bevooroordeeld is met een negatieve spanning, die nodig is voor de juiste werking van de transistor.De emitter moet een lager potentieel hebben dan de basis voor de transistor om goed te voeren.In veel circuitontwerpen is Vee verbonden met de grond of een lager potentieel dan de grond, waardoor de transistor helpt om correct te werken.Deze instelling zorgt voor stabiele stroomstroom en nauwkeurige signaalversterking of -schakeling.
VDD
• Gebruik VDD is de positieve voedingsspanning die wordt gebruikt in circuits die gebruik maken van veldeffecttransistors (FET's) en complementaire metaal-oxide-halfgeleider (CMOS) -technologie.Het voedt de interne circuits en logische poorten van deze apparaten.
• Drain ConnectionVDD is direct verbonden met de afvoerterminal van N-kanaal FET's.Deze verbinding levert de vereiste spanning voor de afvoer, waardoor de FET de stroom tussen de afvoer en bron kan regelen.De afvoer moet op een hogere spanning zijn dan de bron voor stroom om van de afvoer naar de bron te stromen.In CMOS -circuits biedt VDD de kracht die nodig is voor de digitale logische poorten om correct te werken, waardoor de verwerking en overdracht van digitale signalen mogelijk wordt.
VSS
• Gebruik VSS vertegenwoordigt de negatieve voedingsspanning in circuits met FET's en CMOS -apparaten.Het dient als referentiepunt voor de bronterminal in deze apparaten.
• Bronverbinding VSS is rechtstreeks verbonden met de bronterminal van N-kanaal FET's.Dit zorgt ervoor dat de bron een lager potentieel heeft in vergelijking met de afvoer, wat nodig is om de FET correct te werken.VSS dient vaak als de grondreferentie in deze circuits, waarbij de stabiliteit en de juiste werking van de FET- en CMOS -apparaten worden gehandhaafd.Door een stabiel referentiepunt te bieden, helpt VSS te zorgen voor consistente prestaties en betrouwbare werking van de transistoren en logische poorten binnen het circuit.
GND (Power Ground en Signal Ground)
GND, of grond, is het spanningsreferentiepunt in een circuit.Het fungeert als een gemeenschappelijk retourpad voor elektrische stroom en helpt een stabiele spanningsomgeving binnen het circuit te behouden.
• Power Ground gebruikt voor hoogstroom netwerkapparaten en stroomversterkers, Power Ground biedt een stabiele referentie voor krachtige circuits.Dit type grond zorgt ervoor dat de hoge stromingen in vermogenscircuits de gevoelige componenten in het circuit niet verstoren.
• Signaalgrond gebruikt voor laagstroom- of signaalcircuits, signaalgrond zorgt voor een ruisvrij referentiepunt voor gevoelige signaalverwerkingscomponenten.Juiste aardingstechnieken zijn nodig om ruis en interferentie te minimaliseren, die de prestaties van het circuit kunnen afbreken.Door een stabiel referentiepunt te bieden, helpt signaalgrond om een nauwkeurige signaaltransmissie en -verwerking te garanderen.
Conclusie
Het kennen en gebruiken van VCC, VDD, VEE, VSS en GND correct is zeer nuttig voor het succesvol ontwerpen en bedienen van elektronische circuits.VCC is de positieve voedingsspanning voor bipolaire junctietransistoren en operationele versterkers, waardoor deze onderdelen de kracht hebben die ze nodig hebben om te werken.VDD is de positieve voedingsspanning voor veldeffecttransistoren en CMOS-apparaten, die de stroomregeling regelen die nodig is voor hun werking.Vee en VSS bieden de benodigde negatieve spanningen voor BJT's en FET's, waardoor de juiste bias en referentiepunten worden ingesteld voor stabiele prestaties.GND, of grond, is het gemeenschappelijke referentiepunt voor alle spanningen in een circuit, waardoor stabiliteit wordt gewaarborgd en fluctuaties voorkomen die de werking van het circuit kunnen verstoren.
Door de specifieke rollen en verbindingen van deze spanningen te begrijpen, kunt u betrouwbaardere en efficiënte circuits ontwerpen.Elk spanningstype heeft een duidelijk doel, waardoor de elektronische onderdelen soepel samenwerken.Met deze kennis kunt u problemen beter oplossen, circuitprestaties verbeteren en ervoor zorgen dat alle onderdelen naadloos samenwerken.
Veelgestelde vragen [FAQ]
1. Wat is het verschil tussen VCC en VEE？
VCC en VEE zijn verschillende voedingsspanningen in circuits met behulp van bipolaire junctietransistors (BJT's).VCC is de positieve spanning die is aangesloten op de collectoraansluiting van NPN-type BJT's.Hiermee kan de stroom van de collector naar de emitter stromen, waardoor de transistor signalen kan versterken of schakelen.Vee is de negatieve spanning die is aangesloten op de emitterterminal van BJT's.Het zorgt ervoor dat de emitter een lager potentieel heeft dan de verzamelaar, die nodig is voor de transistor om goed te werken.Vee helpt bij het instellen van de juiste voorwaarden voor stabiele werking.
2. Welke spanning is GND?
GND, of grond, is meestal ingesteld op 0 volt.Het dient als het gemeenschappelijke referentiepunt voor alle andere spanningen in een elektronisch circuit.Dit betekent dat alle andere spanningen worden gemeten ten opzichte van GND, waardoor een stabiele spanningsomgeving binnen het circuit wordt gewaarborgd.
3. Waar staat GND voor?
GND staat voor grond.In elektronische circuits fungeert het als het referentiepunt voor alle spanningsmetingen.Het biedt een gemeenschappelijk retourpad voor elektrische stroom, wat helpt de stabiliteit te behouden en spanningsveranderingen te voorkomen die de werking van het circuit kunnen beïnvloeden.
4. Wat is VCC, VDD en VSS?
VCC, VDD en VSS zijn soorten voedingsspanningen in elektronische circuits.VCC is de positieve spanning voor bipolaire junctietransistors (BJT's) en operationele versterkers, waardoor energie wordt geboden voor hun werking.VDD is de positieve voedingsspanning voor veldeffecttransistors (FET's) en CMOS-technologie, die interne circuits en logische poorten aandrijft.VSS is de negatieve voedingsspanning of grondreferentie voor FET's en CMOS -apparaten, die fungeren als het referentiepunt voor stabiele werking.
5. Is VSS of VDD positief?
VDD is positief.Het dient als de positieve voedingsspanning in circuits met behulp van veldeffecttransistoren (FET's) en CMOS-technologie, waardoor de interne circuits en logische poorten worden aangedreven.VSS daarentegen is meestal het grond- of negatieve referentiepunt, dat de stabiele referentiespanning biedt die nodig is voor de werking van deze apparaten.