Цікаві експерименти: деякі професії транзистора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

 Коментарі до статті

[an error occurred while processing this directive]

Транзистор посилює електричні сигнали – у цьому ви переконалися, наприклад, коли будували найпростіші переговорні пристрої. Але транзистор може стати датчиком температури, освітленості, електронним ключовим пристроєм - у цьому неважко переконатися, зробивши запропоновані експерименти.

Транзистор – датчик температури (рис. 1). Один із параметрів транзистора, на який іноді доводиться звертати увагу, – зворотний струм колектора. Від його стабільності часом залежить надійність роботи пристрою, що конструюється. Цей струм з'являється при підключенні джерела до колекторного переходу у зворотному напрямку, тобто коли на колекторі транзистора структури р-n-р - мінус напруги, а на базі - плюс (або на колекторі транзистора npn плюс напруги, а на базі - мінус ).

Щоб переконатися, наскільки стабільний цей струм при зміні температури навколишнього середовища, запасіться хоча б двома транзисторами, один з яких кремнієвий, а інший германієвий. Ще знадобляться омметр та склянка теплої (50...60 °С) води.

Якщо у вас виявився германієвий транзистор МП39Б (структури pnp). підключіть до висновків його колектора та бази омметр так. щоб плюсовий щуп омметра був з'єднаний із виведенням бази. Стрілка омметра зафіксує у своїй зворотний опір колекторного переходу, що визначається зворотним струмом колектора. Опір може бути дуже великий – кілька сотень кілоом.

Спостерігаючи за показаннями омметра, опустіть транзистор "капелюшком" вниз у склянку теплої води настільки, щоб основа транзистора з висновками була вищою за рівень води на 2...3 мм. Буквально за кілька секунд ви помітите, що контрольований опір почне знижуватися. Приблизно через хвилину воно може впасти до 50 ком - все залежить від температури води.

Варто вийняти транзистор із води, як через деякий час стрілка омметра повернеться до початкового положення. Якщо транзистор помістити в холодильник, зворотний опір зросте в порівнянні з початковим.

Виконайте той же експеримент з кремнієвим транзистором, наприклад КТ315. Ви переконаєтеся, що його зворотний струм колектора не буде знайдено стрілковим індикатором авометра. Він становить одиниці і частки наноампера (1 нА=10-9А). Тому коливання зворотного струму колектора менш відчутні каскадами, виконаними на кремнієвих транзисторах порівняно з такими ж каскадами на германієвих. Звідси неважко зрозуміти, чому при розробці радіоапаратури перевагу надають кремнієвим транзисторам.

І ще один висновок. Оскільки зворотний струм колектора залежить від температури навколишнього середовища, германієвий транзистор може стати датчиком, за допомогою якого вдасться вимірювати, наприклад, температуру зовнішнього повітря. Таке рішення іноді зустрічається у радіоаматорській практиці.

Транзистор – світлочутливий датчик (рис. 2). З наявних у вас транзисторів відберіть малопотужний германієвий з більшим коефіцієнтом передачі. Припустимо, ви зупинилися на транзисторі МП39Б. Видаліть у нього ковпачок, попередньо спиливши "денце" корпусу або обережно обломивши його кусачками. Потім підключіть до висновків його колектора та емітера омметр у вказаній на схемі полярності та прикрийте транзистор листом паперу, щоб на нього не потрапляло світло. Стрілка омметра відзначить дуже високий опір між зазначеними висновками. А тепер відкрийте транзистор і спрямуйте на нього з відстані метра-двох світло настільної лампи. Омметр зафіксує зменшення опору. При наближенні лампи до транзистора, тобто зі збільшенням його освітленості, значення опору, що вимірюється омметром, падатиме.

Отже, із транзистора отримали фотодатчик чутливий до світла. Чим більше світла падає на датчик, тим менше його опір. Неважко здогадатися про можливе застосування подібного датчика у вимірнику освітленості, автомат включення освітлення при настанні сутінків на вулиці, фотоелектронному тирі, оптичному телефоні і т.д. Причому найбільша чутливість такого датчика виходить при освітленні його з боку емітера, а також при використанні транзистора великим коефіцієнтом передачі.

Транзистор – електронний вимикач. Продемонструвати цю властивість транзистора можна на моделі-іграшці, яку назвемо "електронними гойдалками". Як і справжні гойдалки, наша іграшка діє. У рух її наводить... електричний струм. А розгойдуватиметься на них якась фігурка.

Зверніть увагу на принципову схему гойдалок, наведену на рис. 3. На транзисторі VT1 зібрано електронний ключ, через який подається живлення на обмотку котушки L2 електромагніту. Керуючий сигнал на ключ надходить з обмотки котушки L1. розміщеної на тому ж каркасі, що і L2.

При замиканні вимикача SA1 на транзистор буде подано напругу живлення. Транзистор виявиться закритим, оскільки його база постійного струму з'єднана з емітером через котушку індуктивності L1 і напруга зміщення на базі відсутня. В емітерному ланцюгу транзистора протікатиме порівняно невеликий зворотний струм колектора.

Але варто швидко наблизити до осердя електромагніту постійний магніт (скажімо, північним полюсом), як в обмотці котушки U1 почне наводитися електрорушійна сила (ЕРС). На основі транзистора з'явиться негативна напруга зміщення, яке збільшуватиметься в міру наближення магніту. Транзистор відкриється і через котушку L2 потече струм. Навколо осердя утворюється магнітне поле, яке почне притягувати постійний магніт. Найбільша напруга усунення буде тоді, коли постійний магніт виявиться над осердям електромагніту. При подальшому його просуванні над сердечником виявиться інший полюс магніту і ЕРС змінить свій напрямок. На основі транзистора з'явиться позитивна напруга, а транзистор закриється. Струм через обмотку електромагніта припиниться

Отже, при певному положенні постійного магніту щодо осердя електромагніта з'являється сила, що підштовхує магніт. Вона і змушує розгойдуватися іграшкову гойдалку.

Діод VD1. шунтуючий обмотку котушки L2. попереджає виникнення в ній коливань із частотою, що визначається індуктивністю електромагніта, ємністю монтажу та транзистора. Справа в тому, що при відкритті транзистора виникає коливальний процес, який через сильний зв'язок між базовим і еміттреним ланцюгами може бути незагасаючим. Керуюча дія постійного магніту в цьому випадку припиниться і гойдалка зупиняться. Діод же. зрізаючи позитивну напівхвилю вже першого коливання, перешкоджає виникненню такого явища.

Транзистор – будь-який із серій МП39-МП42. діод - також будь-який із серій Д9...Д226. Джерело живлення - на напругу 4.5 В або на напругу 9 В, залежно від сили постійного магніту, що використовується. Не обов'язково ставити вимикач живлення SA1. оскільки, коли постійний магніт знаходиться проти сердечника електромагніта (гойдалку зупинено), транзистор закритий і пристрій споживає незначний струм.

Котушки намотують на каркасі (рис. 4.а). склеєному із щільного картону або виточеному з відповідного ізоляційного матеріалу. Обмотки намотують одночасно (рис. 4.б), склавши разом два дроти ПЕЛ. ПЕВ або ПЕЛШО діаметром 0.1...0.15 мм, до заповнення каркасу. Всередину каркаса вставляють осердя (рис. 4.в). виточений з м'якої сталі, і приклеюють його до каркасу. Щоб покращити магнітні властивості осердя і попередити його залишкову намагніченість, заготівлю сердечника бажано відпалити (нагріти, наприклад, в полум'ї пальника газової плити), а потім охолодити при кімнатній температурі

Деталі електронного пристрою розміщують усередині невеликого корпусу (рис. 4.д). а гойдалка зміцнюють його верхньої панелі. Електромагніт кріплять до панелі 3 (рис 4.г) так, щоб сердечник 4 був нарівні з поверхнею панелі або трохи виступав над нею. Для кріплення гойдалок до цієї панелі прикріплюють дві стійки, а між ними встановлюють поперечину. У неї вбивають дві дротяні дужки і пропускають через них відрізки товстих швейних ниток. Кінці ниток прив'язують до дошки 2 гойдалки, на якій зміцнюють фігурку. Знизу до дошки приклеюють невеликий постійний магніт 1. Врахуйте, що сильніший магніт, то краще працює електронний ключ. Його можна скласти із двох магнітів від непридатного мікро-електродвигуна – їх склеюють так. щоб північні полюси були у середині. Підійде і магніт від магнітної клямки (такі клямки використовуються в сучасних меблів) або від інших пристроїв. Якщо магніт великий, не намагайтеся розколоти його ударами молотка, інакше він розмагнітиться. Відокремити частину магніту найкраще, стискаючи його в лещатах або відламуючи без удару.

Магніт прикріплюють до дошки так. щоб при зупинених гойдалках він знаходився точно навпроти сердечника електромагніту і на відстані 2...3 мм від нього (цю відстань регулюють за допомогою ниткових підвісок дошки)

Увімкнувши живлення іграшки, качніть дошку з фігуркою. Якщо вона незабаром зупиниться, ймовірна причина – неправильне включення обмотки котушки L1 електромагніту. Поміняйте місцями її висновки.

Роботу електронного ключа можна перевірити й так. Вимкнувши живлення, підключіть паралельно висновкам вимикача (тобто в ланцюг колектора транзистора) міліамперметр на 100 мА. При розгойдуванні дошки або наближенні постійного магніту до осердя електромагніту стрілка міліамперметра різко відхилятиметься. Якщо вона слабко відхиляється, встановіть сильніший постійний магніт або збільште напругу живлення.

За принципом роботи цієї іграшки побудований маятник багатьох електронно-механічних годинників, наприклад "Слави" - всередині їх теж є котушка індуктивності, два постійні магніти, транзистор (рис. 5).

Автор: Б.С.Іванов

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Плаваючий мікроробот розвозить ліки 16.08.2012 Команда дослідників з Технологічного інституту Джорджії використовувала складні обчислювальні моделі для розробки плаваючого мікроробота, здатного доставляти ліки та інші вантажі та керованого за допомогою зовнішніх імпульсів, наприклад, світлових. Коли "підводний човен" має довжину лише кілька мікрон, плавання стає дуже складним завданням. Навіть така текуча рідина, як вода, перетворюється для об'єкта на в'язкий мед. Природно, що зазвичай крихітних двигунів мікроробота недостатньо для плавання в такому середовищі. Саме тому дослідники вирішили почати з розробки віртуальної моделі ідеального плаваючого мікроробота. За задумом вчених, подібні мікророботи в майбутньому зможуть транспортувати вантажі усередині мікрофлюїдних чіпів і навіть усередині людського організму. Крім того, групи мікророботів зможуть будувати крихітні конструкції та механізми, пересуваючись зі швидкістю кілька мікрометрів на секунду. Розроблений вченими мікроробот виготовлений зі спеціального гелю, що змінює форму в ході хімічних реакцій, зміни температури, під впливом магнітного або електричного поля, що коливається. Робот близько 10 мікрон у довжину схожий на порожню трубку з двома клапанами на кінцях. Під впливом стимулюючих імпульсів гель буде змінюватися в об'ємі і приводити в рух плавці, розміщені з боків корпусу. Як рульове управління буде служити клапан у передній частині корпусу. Він керується за допомогою світла, магнітного чи електричного поля. Ключем до створення першого прототипу подібного робота має стати прогрес у галузі гідрогелевих матеріалів, здатних змінювати свій обсяг. У цьому напрямку вже досягнуто великих успіхів, і є надія, що плаваючі мікророботи незабаром стануть суперефективним медичним та промисловим інструментом.

Інші цікаві новини:

▪ Сліпі побачать світ через звук

▪ Пральна машина TCL Twin Cabin Q10

▪ Чутка замість зору

▪ Оптичний діод

▪ Смарт-пристрій MIJIA для керування шторами

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Пристрої захисного відключення. Добірка статей

▪ стаття Грати на розрив аорти. Крилатий вислів

▪ Чим відрізнялася культура Стародавнього Риму? Детальна відповідь

▪ стаття Види кровотеч. Медична допомога

▪ стаття Як зробити справді гарну плату в домашніх умовах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Особливості роботи модуля живлення МП-403 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024