Занимательные эксперименты: некоторые профессии транзистора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

[an error occurred while processing this directive]

Транзистор усиливает электрические сигналы - в этом вы убедились, например, когда строили простейшие переговорные устройства. Но транзистор может стать датчиком температуры, освещенности, электронным ключевым устройством - в этом нетрудно убедиться, проделав предлагаемые эксперименты.

Транзистор - датчик температуры (рис. 1). Один из параметров транзистора, на который иногда приходится обращать внимание, - обратный ток коллектора. От его стабильности порой зависит надежность работы конструируемого устройства. Этот ток появляется при подключении источника к коллекторному переходу в обратном направлении, т. е. когда на коллекторе транзистора структуры р-n-р - минус напряжения, а на базе - плюс (или на коллекторе транзистора n-p-n плюс напряжения, а на базе - минус).

Чтобы убедиться, насколько стабилен этот ток при изменении окружающей температуры, запаситесь хотя бы двумя транзисторами, один из которых кремниевый, а другой германиевый. Еще понадобятся омметр и стакан теплой (50...60 °С) воды.

Если у вас оказался германиевый транзистор МП39Б (структуры p-n-p). подключите к выводам его коллектора и базы омметр так. чтобы плюсовой щуп омметра был соединен с выводом базы. Стрелка омметра зафиксирует при этом обратное сопротивление коллекторного перехода, которое определяется обратным током коллектора. Сопротивление может быть весьма большое - несколько сотен килоом.

Наблюдая за показаниями омметра, опустите транзистор "шляпкой" вниз в стакан теплой воды настолько, чтобы основание транзистора с выводами было выше уровня воды на 2...3 мм. Буквально через несколько секунд вы заметите, что контролируемое сопротивление начнет снижаться. Примерно через минуту оно может упасть до 50 кОм - все зависит от температуры воды.

Стоит вынуть транзистор из воды, как через некоторое время стрелка омметра возвратится в первоначальное положение. Если же транзистор поместить в холодильник, обратное сопротивление возрастет по сравнению с начальным.

Проделайте тот же эксперимент с кремниевым транзистором, например КТ315. Вы убедитесь, что его обратный ток коллектора не будет обнаружен стрелочным индикатором авометра. Он составляет единицы и даже доли наноампера (1 нА=10-9А). Поэтому колебания обратного тока коллектора менее ощутимы каскадами, выполненными на кремниевых транзисторах по сравнению с такими же каскадами на германиевых. Отсюда нетрудно понять, почему при разработке радиоаппаратуры предпочтение отдают кремниевым транзисторам.

И еще один вывод. Поскольку обратный ток коллектора зависит от окружающей температуры, германиевый транзистор может стать датчиком, с помощью которого удастся измерять, например, температуру наружного воздуха. Такое решение иногда встречается в радиолюбительской практике.

Транзистор - светочувствительный датчик (рис. 2). Из имеющихся у вас транзисторов отберите маломощный германиевый с возможно большим коэффициентом передачи. Предположим, вы остановились на транзисторе МП39Б. Удалите у него колпачок, предварительно спилив "донышко" корпуса или осторожно обломив его кусачками. Затем подключите к выводам его коллектора и эмиттера омметр в указанной на схеме полярности и прикройте транзистор листом бумаги, чтобы на него не попадал свет. Стрелка омметра отметит весьма высокое сопротивление между указанными выводами. А теперь откройте транзистор и направьте на него с расстояния метра-двух свет настольной лампы. Омметр зафиксирует уменьшение сопротивления. При приближении лампы к транзистору, т. е. при увеличении его освещенности, значение сопротивления, измеряемого омметром, будет падать.

Итак, из транзистора получили фотодатчик чувствительный к свету. Чем больше света падает на датчик, тем меньше его сопротивление. Нетрудно догадаться о возможном применении подобного датчика в измерителе освещенности, автомате включения освещения при наступлении сумерек на улице, фотоэлектронном тире, оптическом телефоне и т. д. Причем наибольшая чувствительность такого датчика получается при освещении его со стороны эмиттера, а также при использовании транзистора с возможно большим коэффициентом передачи.

Транзистор - электронный выключатель. Продемонстрировать это свойство транзистора можно на модели-игрушке, которую назовем "электронными качелями". Как и настоящие качели, наша игрушка действующая. В движение ее приводит... электрический ток. А раскачиваться на них будет какая-нибудь фигурка.

Обратите внимание на принципиальную схему качелей, приведенную на рис. 3. На транзисторе VT1 собран электронный ключ, через который подается питание на обмотку катушки L2 электромагнита. Управляющий сигнал на ключ поступает с обмотки катушки L1. размещенной на том же каркасе, что и L2.

При замыкании выключателя SA1 на транзистор будет подано напряжение питания. Транзистор окажется закрытым, поскольку его база по постоянному току соединена с эмиттером через катушку индуктивности L1 и напряжение смещения на базе отсутствует. В эмиттерной цепи транзистора будет протекать сравнительно небольшой обратный ток коллектора.

Но стоит быстро приблизить к сердечнику электромагнита постоянный магнит (скажем, северным полюсом), как в обмотке катушки U1 начнет наводиться электродвижущая сила (ЭДС). На базе транзистора появится отрицательное напряжение смещения, которое станет увеличиваться по мере приближения магнита. Транзистор откроется, и через катушку L2 потечет ток. Вокруг сердечника образуется магнитное поле, которое начнет притягивать постоянный магнит. Наибольшее напряжение смещения будет тогда, когда постоянный магнит окажется над сердечником электромагнита. При дальнейшем же его продвижении над сердечником окажется другой полюс магнита и ЭДС изменит свое направление. На базе транзистора появится положительное напряжение, а транзистор закроется. Ток через обмотку электромагнита прекратится

Итак, при определенном положении постоянного магнита относительно сердечника электромагнита появляется сила, подталкивающая магнит. Она и заставляет раскачиваться игрушечные качели.

Диод VD1. шунтирующий обмотку катушки L2. предупреждает возникновение в ней колебаний с частотой, определяемой индуктивностью электромагнита, емкостью монтажа и транзистора. Дело в том, что при открывании транзистора возникает колебательный процесс, который из-за сильной связи между базовой и эмиттреной цепями может быть незатухающим. Управляющее действие постоянного магнита в этом случае прекратится и качели остановятся. Диод же. срезая положительную полуволну уже первого колебания, препятствует возникновению такого явления.

Транзистор - любой из серий МП39-МП42. диод - также любой из серий Д9...Д226. Источник питания - на напряжение 4.5 В или на напряжение 9 В, в зависимости от силы используемого постоянного магнита. Совсем не обязательно ставить выключатель питания SA1. поскольку, когда постоянный магнит находится против сердечника электромагнита (качели остановлены), транзистор закрыт и устройство потребляет незначительный ток.

Катушки наматывают на каркасе (рис. 4.а). склеенном из плотного картона или выточенном из подходящего изоляционного материала. Обмотки наматывают одновременно (рис. 4.б), сложив вместе два провода ПЭЛ. ПЭВ или ПЭЛШО диаметром 0.1...0.15 мм, до заполнения каркаса. Внутрь каркаса вставляют сердечник (рис. 4.в). выточенный из мягкой стали, и приклеивают его к каркасу. Чтобы улучшить магнитные свойства сердечника и предупредить его остаточную намагниченность, заготовку сердечника желательно отжечь (нагреть, например, в пламени горелки газовой плиты), а затем охладить при комнатной температуре

Детали электронного устройства размещают внутри небольшого корпуса (рис. 4.д). а качели укрепляют на его верхней панели. Электромагнит крепят к панели 3 (рис 4.г) так, чтобы сердечник 4 был вровень с поверхностью панели или немного выступал над ней. Для крепления качелей к этой же панели прикрепляют две стойки, а между ними устанавливают перекладину. В нее вбивают две проволочные скобки и пропускают через них отрезки толстых швейных ниток. Концы ниток привязывают к доске 2 качелей, на которой укрепляют фигурку. Снизу к доске приклеивают небольшой постоянный магнит 1. Учтите, чем сильнее магнит, тем лучше работает электронный ключ. Его можно составить из двух магнитов от негодного микро-электродвигателя - их склеивают так. чтобы северные полюсы были в середине. Подойдет и магнит от магнитной защелки (такие защелки используются в современной мебели) или от других устройств. Если имеющийся магнит велик, не пытайтесь расколоть его ударами молотка, иначе он размагнитится. Отделить часть магнита лучше всего, сжимая его в тисках либо отламывая без удара.

Магнит прикрепляют к доске так. чтобы при остановленных качелях он находился точно напротив сердечника электромагнита и на расстоянии 2...3 мм от него (это расстояние регулируют с помощью нитяных подвесок доски)

Включив питание игрушки, качните доску с фигуркой. Если она вскоре остановится, вероятная причина - неправильное включение обмотки катушки L1 электромагнита. Поменяйте местами ее выводы.

Работу электронного ключа можно проверить и так. Выключив питание, подключите параллельно выводам выключателя (иначе говоря, в цепь коллектора транзистора) миллиамперметр на 100 мА. При раскачивании доски или приближении постоянного магнита к сердечнику электромагнита стрелка миллиамперметра будет резко отклоняться. Если она отклоняется слабо, установите более сильный постоянный магнит или увеличьте напряжение питания.

По принципу работы этой игрушки построен маятник многих электронно-механических часов, например "Славы" - внутри их тоже имеются катушка индуктивности, два постоянных магнита, транзистор (рис. 5).

Автор: Б.С.Иванов

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Твердотельные накопители Toshiba RD500 и RC500 02.08.2019 Компания Toshiba Memory Europe анонсировала твердотельные накопители формата M.2 NVMe в новых сериях RD500 и RC500. Представители первой позиционируются в качестве решений для производительных игровых систем, тогда как новинки второй серии подойдут скорее для рядовых пользователей и тех, кто хочет освежить свой систему, но не нуждается в максимально быстром накопителе. Твердотельные накопители Toshiba RD500 и RC500 построены с использованием современных 96-слойных микросхем флеш-памяти TLC BiCS (TLC 3D NAND) и обладают SLC-кешем. Новинки выполнены в формате компактных модулей M.2 2280 и подключаются к системе посредством четырех линий PCIe 3.0. Также они соответствуют спецификациям NVMe 1.3c. Новинки серии RD500 доступны в версиях объемом 500 Гбайт, 1 и 2 Тбайт. Они используют новый 8-канальный контроллер, который способен обеспечить им скорость последовательного чтения в 3400 Мбайт/с и скорость последовательной записи в 3200 Мбайт/с. Производительности в случайном чтении и записи (4K, QD32, T8) составляет 685 000 и 625 000 IOPS соответственно. В свою очередь накопители Toshiba RC500 выйдут в версиях на 250 и 500 Гбайт, а также 1 Тбайт. Они получили менее продвинутый 4-канальный контроллер, который способен обеспечить скорость последовательного чтения и записи в 1700 и 1600 Мбайт/с соответственно. Скорость случайного чтения составляет 355 000 IOPS, а случайно записи - 410 000 IOPS. Твердотельные накопители Toshiba RD500 и RC500 поступят в продажу в четвертом квартале текущего года.

Другие интересные новости:

▪ Раскрыты секреты детской памяти

▪ Кальмары умеют слышать

▪ Сердце с автоподзаводом

▪ Приемник внутрисистемного интерфейса с пропускной способностью 56 Гбит/с

▪ Гастрономические предпочтения кошек

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья В греческом зале. Крылатое выражение

▪ статья Что такое наука? Подробный ответ

▪ статья Таксировщик. Должностная инструкция

▪ статья Свинцовый резинат. Простые рецепты и советы

▪ статья Малаяльские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025