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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Unterhaltsame Experimente: einige Berufe des Transistors. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Der Transistor verstärkt elektrische Signale – davon waren Sie beispielsweise beim Bau einfachster Gegensprechanlagen überzeugt. Aber ein Transistor kann zu einem Temperatursensor, einem Lichtsensor oder einem elektronischen Schlüsselgerät werden – das lässt sich leicht anhand der vorgeschlagenen Experimente überprüfen. Transistor - Temperatursensor (Abb. 1). Einer der Transistorparameter, auf den man manchmal achten muss, ist der Sperrkollektorstrom. Die Zuverlässigkeit des entworfenen Geräts hängt manchmal von seiner Stabilität ab. Dieser Strom erscheint, wenn die Quelle in entgegengesetzter Richtung mit dem Kollektorübergang verbunden ist, d. h. wenn der Kollektor des Transistors mit pnp-Struktur Minusspannung hat und die Basis Plusspannung hat (oder der Kollektor des NPN-Transistors Plusspannung hat und die Basis hat Minus). Um zu sehen, wie stabil dieser Strom ist, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, besorgen Sie sich mindestens zwei Transistoren, von denen einer aus Silizium und der andere aus Germanium besteht. Sie benötigen außerdem ein Ohmmeter und ein Glas warmes (50 ... 60 °C) Wasser.
Wenn Sie einen Germaniumtransistor MP39B (pnp-Strukturen) haben. Schließen Sie ein Ohmmeter an die Anschlüsse seines Kollektors und seiner Basis an. so dass die positive Sonde des Ohmmeters mit dem Basisanschluss verbunden ist. Die Nadel des Ohmmeters bestimmt den Rückwärtswiderstand des Kollektorübergangs, der durch den Rückwärtskollektorstrom bestimmt wird. Der Widerstand kann sehr groß sein – mehrere hundert Kiloohm. Beobachten Sie die Messwerte des Ohmmeters und senken Sie den Transistor mit dem „Hut“ in ein Glas mit warmem Wasser ab, sodass sich die Basis des Transistors mit den Leitungen 2 ... 3 mm über dem Wasserspiegel befindet. Schon nach wenigen Sekunden werden Sie feststellen, dass der kontrollierte Widerstand abnimmt. Nach etwa einer Minute kann er auf 50 kOhm absinken – alles hängt von der Wassertemperatur ab.
Es lohnt sich, den Transistor aus dem Wasser zu nehmen, da die Nadel des Ohmmeters nach einer Weile in ihre ursprüngliche Position zurückkehrt. Wenn der Transistor in einen Kühlschrank gestellt wird, erhöht sich der Sperrwiderstand im Vergleich zum ursprünglichen Widerstand. Führen Sie das gleiche Experiment mit einem Siliziumtransistor wie KT315 durch. Sie stellen sicher, dass der Kollektorrückstrom nicht von der Messuhr des Avometers erkannt wird. Es handelt sich um Einheiten und sogar Bruchteile eines Nanoampere (1 nA = 10-9A). Daher sind Schwankungen des Kollektorrückstroms bei Kaskaden auf Siliziumtransistoren weniger auffällig als bei den gleichen Kaskaden auf Germaniumtransistoren. Daraus lässt sich leicht verstehen, warum Siliziumtransistoren bei der Entwicklung von Funkgeräten bevorzugt werden.
Und noch eine Schlussfolgerung. Da der Kollektorrückstrom von der Umgebungstemperatur abhängt, kann der Germaniumtransistor zu einem Sensor werden, der beispielsweise die Temperatur der Außenluft messen kann. Diese Lösung findet sich manchmal in der Amateurfunkpraxis. Transistor - lichtempfindlicher Sensor (Abb. 2). Wählen Sie aus den Ihnen zur Verfügung stehenden Transistoren ein Germanium mit geringer Leistung und dem höchstmöglichen Übertragungskoeffizienten aus. Angenommen, Sie haben sich für den MP39B-Transistor entschieden. Entfernen Sie die Kappe, indem Sie zuerst den „Boden“ des Gehäuses absägen oder ihn vorsichtig mit einem Seitenschneider abbrechen. Schließen Sie dann ein Ohmmeter mit der im Diagramm angegebenen Polarität an die Anschlüsse seines Kollektors und Emitters an und decken Sie den Transistor mit einem Blatt Papier ab, damit kein Licht darauf fällt. Die Nadel des Ohmmeters markiert einen sehr hohen Widerstand zwischen den angegebenen Anschlüssen. Öffnen Sie nun den Transistor und richten Sie das Licht einer Tischlampe aus ein bis zwei Metern Entfernung darauf. Das Ohmmeter registriert einen Widerstandsabfall. Je mehr sich die Lampe dem Transistor nähert, d. h. mit zunehmender Beleuchtung, desto geringer wird der mit einem Ohmmeter gemessene Widerstandswert. So wurde aus einem Transistor ein lichtempfindlicher Fotosensor erhalten. Je mehr Licht auf den Sensor fällt, desto geringer ist sein Widerstand. Es ist nicht schwer, die mögliche Verwendung eines solchen Sensors in einem Beleuchtungsmesser, einem Automaten zum Einschalten der Beleuchtung in der Dämmerung auf der Straße, einem fotoelektronischen Armaturenbrett, einem optischen Telefon usw. zu erraten. Großes Übertragungsverhältnis.
Transistor - elektronischer Schalter. Sie können diese Eigenschaft des Transistors an einem Spielzeugmodell demonstrieren, das wir „elektronische Schaukel“ nennen. Wie eine echte Schaukel ist unser Spielzeug funktional. Es wird in Bewegung gesetzt ... durch einen elektrischen Strom. Und eine Figur wird darauf schwingen. Beachten Sie das in Abb. dargestellte Schwungdiagramm. 3. Auf dem Transistor VT1 ist ein elektronischer Schlüssel montiert, über den die Wicklung der Spule L2 des Elektromagneten mit Strom versorgt wird. Das Steuersignal für den Schlüssel kommt von der Wicklung der Spule L1. auf dem gleichen Rahmen wie L2 platziert. Wenn der Schalter SA1 geschlossen ist, wird die Versorgungsspannung an den Transistor angelegt. Der Transistor wird geschlossen, da seine Gleichstrombasis über die Induktivität L1 mit dem Emitter verbunden ist und an der Basis keine Vorspannung anliegt. Im Emitterkreis des Transistors fließt ein relativ kleiner Sperrkollektorstrom. Es lohnt sich jedoch, einen Permanentmagneten schnell in die Nähe des Kerns eines Elektromagneten zu bringen (z. B. an den Nordpol), da in der Wicklung der Spule U1 eine elektromotorische Kraft (EMF) induziert wird. An der Basis des Transistors entsteht eine negative Vorspannung, die mit der Annäherung des Magneten ansteigt. Der Transistor schaltet ein und Strom fließt durch die Spule L2. Um den Kern herum bildet sich ein Magnetfeld, das einen Permanentmagneten anzieht. Die höchste Vorspannung entsteht, wenn sich der Permanentmagnet über dem Kern des Elektromagneten befindet. Bei seinem weiteren Vordringen über den Kern erscheint der andere Pol des Magneten und die EMF ändert ihre Richtung. An der Basis des Transistors entsteht eine positive Spannung und der Transistor schließt. Der Strom durch die Elektromagnetwicklung wird gestoppt Bei einer bestimmten Position des Permanentmagneten relativ zum Kern des Elektromagneten entsteht also eine Kraft, die den Magneten drückt. Sie bringt die Spielzeugschaukel zum Schwingen. Diode VD1. Überbrücken der Wicklung der Spule L2. verhindert das Auftreten von Schwingungen mit einer Frequenz, die durch die Induktivität des Elektromagneten, die Kapazität der Anlage und des Transistors bestimmt wird. Tatsache ist, dass beim Öffnen des Transistors ein Schwingvorgang auftritt, der aufgrund der starken Verbindung zwischen Basis- und Emitterkreis ungedämpft werden kann. In diesem Fall stoppt die Steuerwirkung des Permanentmagneten und der Schwung stoppt. Diode bzw. Das Abschneiden der positiven Halbwelle bereits der ersten Schwingung verhindert das Auftreten eines solchen Phänomens. Transistor – einer der MP39-MP42-Serien. Diode - auch eine der Serien D9 ... D226. Die Spannungsversorgung beträgt 4.5 V oder 9 V, abhängig von der Stärke des verwendeten Permanentmagneten. Es ist nicht erforderlich, den Netzschalter auf SA1 zu stellen. Denn wenn der Permanentmagnet am Kern des Elektromagneten anliegt (die Schwingung wird gestoppt), ist der Transistor geschlossen und das Gerät zieht vernachlässigbaren Strom. Spulen werden auf einen Rahmen gewickelt (Abb. 4.a). aus dickem Karton geklebt oder aus einem geeigneten Isoliermaterial gefertigt. Die Wicklungen werden gleichzeitig gewickelt (Abb. 4.b), wodurch zwei PEL-Drähte zusammengefügt werden. PEV oder PELSHO mit einem Durchmesser von 0.1 ... 0.15 mm, bis der Rahmen gefüllt ist. In den Rahmen wird ein Kern eingelegt (Abb. 4.c). Aus Weichstahl gefertigt und mit dem Rahmen verklebt. Um die magnetischen Eigenschaften des Kerns zu verbessern und eine Restmagnetisierung zu verhindern, empfiehlt es sich, den Kernrohling zu glühen (z. B. in der Flamme eines Gasherdbrenners zu erhitzen) und anschließend auf Raumtemperatur abzukühlen Die Details des elektronischen Geräts werden in einem kleinen Gehäuse untergebracht (Abb. 4.e). während die Schaukel an ihrer oberen Stange verstärkt ist. Der Elektromagnet wird an der Platte 3 befestigt (Abb. 4.d), sodass der Kern 4 bündig mit der Oberfläche der Platte abschließt oder leicht darüber hinausragt. Zur Befestigung der Schaukel werden zwei Gestelle an derselben Platte befestigt und zwischen ihnen eine Querstange montiert. Darin werden zwei Drahtklammern eingeschlagen und dicke Nähgarnstücke hindurchgeführt. An den Enden der Fäden werden 2 Schaukeln an das Brett gebunden, auf denen die Figur befestigt wird. Auf der Unterseite der Platine 1 ist ein kleiner Permanentmagnet aufgeklebt. Bitte beachten Sie, dass der elektronische Schlüssel umso besser funktioniert, je stärker der Magnet ist. Es kann aus zwei Magneten eines wertlosen Mikro-Elektromotors bestehen – sie werden so zusammengeklebt. so dass die Nordpole in der Mitte liegen. Geeignet ist auch ein Magnet aus einem Magnetriegel (solche Riegel werden in modernen Möbeln verwendet) oder aus anderen Vorrichtungen. Wenn der vorhandene Magnet groß ist, versuchen Sie nicht, ihn mit Hammerschlägen zu zerbrechen, da er sonst entmagnetisiert wird. Einen Teil des Magneten trennt man am besten ab, indem man ihn in einen Schraubstock einspannt oder ihn abbricht, ohne ihn anzustoßen. Der Magnet wird so an der Tafel befestigt. so dass es bei gestoppter Schaukel genau gegenüber dem Kern des Elektromagneten und in einem Abstand von 2 ... 3 mm zu diesem steht (dieser Abstand wird über die Fadenaufhänger des Bretts eingestellt) Nachdem Sie das Spielzeug eingeschaltet haben, schwingen Sie das Brett mit der Figur. Wenn es bald stoppt, liegt die wahrscheinliche Ursache in der falschen Einbeziehung der Wicklung der Spule L1 des Elektromagneten. Tauschen Sie seine Schlussfolgerungen aus. Auf diese Weise kann die Funktionsfähigkeit des elektronischen Schlüssels überprüft werden. Schließen Sie nach dem Ausschalten der Stromversorgung ein 100-mA-Milliamperemeter parallel zu den Schalteranschlüssen (also im Kollektorkreis des Transistors) an. Wenn die Platine schwankt oder sich der Permanentmagnet dem Kern des Elektromagneten nähert, weicht die Nadel des Milliamperemeters stark aus. Bei schwacher Abweichung einen stärkeren Permanentmagneten einbauen oder die Versorgungsspannung erhöhen.
Nach dem Funktionsprinzip dieses Spielzeugs ist das Pendel vieler elektronisch-mechanischer Uhren, zum Beispiel „Glory“, aufgebaut – im Inneren befinden sich auch eine Induktionsspule, zwei Permanentmagnete, ein Transistor (Abb. 5). Autor: B.S. Ivanov
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