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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Divertenti esperimenti: alcune professioni del transistor. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante [Si è verificato un errore durante il processo di questa direttiva] Il transistor amplifica i segnali elettrici: ne eri convinto, ad esempio, quando hai costruito i citofoni più semplici. Ma un transistor può diventare un sensore di temperatura, un sensore di luce, un dispositivo a chiave elettronica: è facile verificarlo facendo gli esperimenti proposti. Transistor - sensore di temperatura (Fig. 1). Uno dei parametri del transistor a cui a volte devi prestare attenzione è la corrente del collettore inverso. L'affidabilità del dispositivo progettato a volte dipende dalla sua stabilità. Questa corrente appare quando la sorgente è collegata alla giunzione del collettore nella direzione opposta, ad es. quando il collettore del transistor della struttura p-n-p ha meno tensione e la base ha più (o il collettore del transistor npn ha più tensione e la base ha meno ). Per vedere quanto è stabile questa corrente quando la temperatura ambiente cambia, fai scorta di almeno due transistor, uno dei quali è silicio e l'altro è germanio. Avrai anche bisogno di un ohmmetro e un bicchiere di acqua calda (50 ... 60 ° C).
Se hai un transistor al germanio MP39B (strutture pnp). collegare un ohmmetro ai terminali del suo collettore e base. in modo che la sonda positiva dell'ohmmetro sia collegata al terminale di base. L'ago dell'ohmmetro fisserà la resistenza inversa della giunzione del collettore, che è determinata dalla corrente inversa del collettore. La resistenza può essere molto grande: diverse centinaia di kilo-ohm. Osservando le letture dell'ohmmetro, abbassare il transistor con il "cappello" in un bicchiere di acqua calda in modo che la base del transistor con i conduttori sia 2 ... 3 mm sopra il livello dell'acqua. In pochi secondi noterai che la resistenza controllata inizierà a diminuire. Dopo circa un minuto, può scendere a 50 kOhm - tutto dipende dalla temperatura dell'acqua.
Vale la pena rimuovere il transistor dall'acqua, poiché dopo un po 'l'ago dell'ohmmetro tornerà nella sua posizione originale. Se il transistor viene posto in un frigorifero, la resistenza inversa aumenterà rispetto a quella iniziale. Fai lo stesso esperimento con un transistor al silicio, come KT315. Ti assicurerai che la corrente inversa del suo collettore non venga rilevata dall'indicatore a quadrante dell'avometro. Sono unità e persino frazioni di nanoampere (1 nA = 10-9A). Pertanto, le oscillazioni della corrente inversa del collettore sono meno evidenti dalle cascate realizzate sui transistor al silicio rispetto alle stesse cascate su quelli al germanio. Da ciò è facile capire perché i transistor al silicio siano preferiti nello sviluppo di apparecchiature radio.
E un'altra conclusione. Poiché la corrente di ritorno del collettore dipende dalla temperatura ambiente, il transistor al germanio può diventare un sensore in grado di misurare, ad esempio, la temperatura dell'aria esterna. Questa soluzione si trova talvolta nella pratica dei radioamatori. Transistor - sensore fotosensibile (Fig. 2). Dai transistor che hai, seleziona un germanio a bassa potenza con il coefficiente di trasferimento più alto possibile. Supponiamo che tu abbia optato per il transistor MP39B. Rimuovere il cappuccio da esso segando prima il "fondo" della custodia o rompendolo con cura con tronchesi. Quindi collegare un ohmmetro ai terminali del suo collettore ed emettitore nella polarità indicata nello schema e coprire il transistor con un foglio di carta in modo che la luce non cada su di esso. L'ago dell'ohmmetro segnerà una resistenza molto elevata tra i terminali indicati. Ora apri il transistor e dirigi la luce di una lampada da tavolo su di esso da una distanza di un metro o due. L'ohmmetro registrerà una diminuzione della resistenza. Man mano che la lampada si avvicina al transistor, cioè all'aumentare della sua illuminazione, il valore di resistenza misurato con un ohmmetro diminuirà. Quindi, un sensore fotografico sensibile alla luce è stato ottenuto da un transistor. Più luce cade sul sensore, minore è la sua resistenza. Non è difficile indovinare il possibile utilizzo di un tale sensore in un misuratore di illuminazione, un dispositivo automatico per l'accensione dell'illuminazione al tramonto per strada, un trattino fotoelettronico, un telefono ottico, ecc.
Transistor - interruttore elettronico. Puoi dimostrare questa proprietà del transistor su un modello giocattolo, che chiameremo "oscillazione elettronica". Come una vera altalena, il nostro giocattolo è funzionale. È messo in moto... da una corrente elettrica. E qualche figura oscillerà su di loro. Prestare attenzione al diagramma di oscillazione mostrato in fig. 3. Sul transistor VT1 è montata una chiave elettronica, attraverso la quale viene fornita alimentazione all'avvolgimento della bobina L2 dell'elettromagnete. Il segnale di comando al tasto proviene dall'avvolgimento della bobina L1. posizionato sullo stesso telaio di L2. Quando l'interruttore SA1 è chiuso, la tensione di alimentazione verrà applicata al transistor. Il transistor sarà chiuso, poiché la sua base DC è collegata all'emettitore attraverso l'induttore L1 e non c'è tensione di polarizzazione sulla base. Una corrente di collettore inverso relativamente piccola fluirà nel circuito di emettitore del transistor. Ma vale la pena avvicinare rapidamente un magnete permanente al nucleo di un elettromagnete (diciamo, con il polo nord), poiché una forza elettromotrice (EMF) inizierà ad essere indotta nell'avvolgimento della bobina U1. Alla base del transistor apparirà una tensione di polarizzazione negativa, che aumenterà con l'avvicinarsi del magnete. Il transistor si accenderà e la corrente fluirà attraverso la bobina L2. Attorno al nucleo si forma un campo magnetico che inizierà ad attrarre un magnete permanente. La massima tensione di polarizzazione sarà quando il magnete permanente si trova sopra il nucleo dell'elettromagnete. Con il suo ulteriore avanzamento sopra il nucleo, apparirà l'altro polo del magnete e l'EMF cambierà direzione. Apparirà una tensione positiva alla base del transistor e il transistor si chiuderà. La corrente attraverso l'avvolgimento dell'elettromagnete si fermerà Quindi, in una certa posizione del magnete permanente rispetto al nucleo dell'elettromagnete, appare una forza che spinge il magnete. Fa dondolare l'altalena del giocattolo. Diodo VD1. manovrare l'avvolgimento della bobina L2. impedisce il verificarsi di oscillazioni in esso con una frequenza determinata dall'induttanza dell'elettromagnete, dalla capacità dell'installazione e dal transistor. Il fatto è che quando il transistor viene aperto, si verifica un processo oscillatorio che, a causa della forte connessione tra i circuiti di base ed emettitore, può essere smorzato. L'azione di controllo del magnete permanente in questo caso si fermerà e l'oscillazione si fermerà. Diodo o. tagliando la semionda positiva già della prima oscillazione, si impedisce il verificarsi di tale fenomeno. Transistor: qualsiasi serie MP39-MP42. diodo - anche qualsiasi delle serie D9 ... D226. L'alimentazione è di 4.5 V o 9 V, a seconda della forza del magnete permanente utilizzato. Non è necessario mettere l'interruttore di alimentazione SA1. perché quando il magnete permanente è contro il nucleo dell'elettromagnete (l'oscillazione è interrotta), il transistor è chiuso e il dispositivo assorbe corrente trascurabile. Le bobine sono avvolte su un telaio (Fig. 4.a). incollato da cartone spesso o lavorato a macchina da un materiale isolante adatto. Gli avvolgimenti vengono avvolti contemporaneamente (Fig. 4.b), unendo due fili PEL. PEV o PELSHO con un diametro di 0.1 ... 0.15 mm, fino al riempimento del telaio. Un'anima è inserita all'interno del telaio (Fig. 4.c). lavorato in acciaio dolce e incollato al telaio. Per migliorare le proprietà magnetiche del nucleo e prevenirne la magnetizzazione residua, è consigliabile ricottura del nucleo grezzo (riscaldarlo, ad esempio, alla fiamma di un fornello a gas), quindi raffreddarlo a temperatura ambiente I particolari del dispositivo elettronico sono riposti all'interno di una piccola custodia (Fig. 4.e). mentre lo swing è rinforzato sulla sua barra superiore. L'elettromagnete è fissato al pannello 3 (Fig. 4.d) in modo che il nucleo 4 sia a filo con la superficie del pannello o sporga leggermente al di sopra di esso. Per fissare l'altalena, due rack sono fissati allo stesso pannello e tra di loro è installata una traversa. Due staffe metalliche vengono inserite al suo interno e attraverso di esse vengono fatti passare pezzi di filo da cucito spesso. Le estremità dei fili sono legate al tabellone 2 altalene, su cui è rafforzata la figura. Un piccolo magnete permanente è incollato nella parte inferiore della scheda 1. Si prega di notare che più forte è il magnete, migliore è il funzionamento della chiave elettronica. Può essere composto da due magneti di un motore microelettrico inutilizzabile: sono incollati in questo modo. in modo che i poli nord siano nel mezzo. È adatto anche un magnete da una chiusura magnetica (tali chiusure sono utilizzate nei mobili moderni) o da altri dispositivi. Se il magnete esistente è grande, non cercare di romperlo con colpi di martello, altrimenti si smagnetizza. È meglio separare una parte del magnete stringendolo in una morsa o rompendolo senza colpirlo. Il magnete è attaccato alla scheda in questo modo. in modo che quando l'oscillazione viene arrestata, si trova esattamente di fronte al nucleo dell'elettromagnete e ad una distanza di 2 ... 3 mm da esso (questa distanza viene regolata utilizzando i ganci filettati della scheda) Dopo aver acceso l'alimentazione del giocattolo, fai oscillare la tavola con la statuetta. Se si interrompe presto, la probabile causa è l'errata inclusione dell'avvolgimento della bobina L1 dell'elettromagnete. Scambia le sue conclusioni. In questo modo è possibile verificare il funzionamento della chiave elettronica. Dopo aver spento l'alimentazione, collegare un milliamperometro da 100 mA in parallelo con i terminali dell'interruttore (in altre parole, nel circuito del collettore del transistor). Quando la scheda oscilla o il magnete permanente si avvicina al nucleo dell'elettromagnete, l'ago del milliamperometro devia bruscamente. Se si discosta debolmente, installare un magnete permanente più forte o aumentare la tensione di alimentazione.
Secondo il principio di funzionamento di questo giocattolo, viene costruito il pendolo di molti orologi elettromeccanici, ad esempio "Glory" - all'interno hanno anche una bobina di induttanza, due magneti permanenti, un transistor (Fig. 5). Autore: BS Ivanov
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