面白い実験：トランジスタのいくつかの職業。スキーム、説明

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面白い実験: トランジスタの職業。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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トランジスタは電気信号を増幅します。たとえば、最も単純なインターホンを作成したときに、これを確信していました。しかし、トランジスタは温度センサー、光センサー、電子キーデバイスになる可能性があり、提案された実験を行うことでこれを検証するのは簡単です。

トランジスタ - 温度センサー (図 1)。場合によっては注意を払う必要があるトランジスタのパラメータの XNUMX つは、逆コレクタ電流です。設計されたデバイスの信頼性は、その安定性に依存する場合があります。この電流は、ソースがコレクタ接合に逆方向に接続されている場合、つまり、p-n-p構造のトランジスタのコレクタがマイナス電圧で、ベースがプラス（またはトランジスタnpnのコレクタがプラス電圧）の場合に発生します。そしてベースに - マイナス）。

周囲温度が変化したときにこの電流がどの程度安定するかを確認するには、少なくとも 50 つのトランジスタ (60 つはシリコン、もう XNUMX つはゲルマニウム) を用意してください。抵抗計とコップXNUMX杯の温かい水（XNUMX～XNUMX℃）も必要です。

面白い実験：トランジスタのいくつかの職業

ゲルマニウムトランジスタMP39B(pnp構造)をお持ちの場合。抵抗計をコレクタとベースの端子に接続します。抵抗計のプラスのプローブがベース端子に接続されるようにします。オーム計の針は、コレクタ接合の逆抵抗を固定します。これは、コレクタの逆電流によって決まります。抵抗は非常に大きくなり、数百キロオームになる場合があります。

抵抗計の測定値を観察しながら、リード付きのトランジスタのベースが水面より2 ... 3 mm上になるように、「帽子」を付けたトランジスタを温水の入ったコップに下げます。わずか数秒で、制御された抵抗が減少し始めることに気づくでしょう。約 50 分後、XNUMX kΩ まで低下することがあります。これはすべて水の温度によって異なります。

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しばらくすると抵抗計の針が元の位置に戻るため、トランジスタを水から取り出す価値があります。トランジスタを冷蔵庫に入れると、逆方向抵抗が初期に比べて増加します。

KT315 などのシリコントランジスタでも同じ実験を行ってください。コレクタの逆電流がアボメータのダイヤルインジケータによって検出されないことを確認します。これはナノアンペア (1 nA = 10-9A) の単位であり、偶数の端数です。したがって、コレクタ逆電流の振動は、ゲルマニウムトランジスタ上の同じカスケードに比べて、シリコントランジスタ上に作られたカスケードでは目立ちにくい。このことから、無線機器の開発においてシリコントランジスタが好まれる理由が容易に理解できます。

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そしてもう一つの結論。コレクタ帰還電流は周囲温度に依存するため、ゲルマニウムトランジスタは外気の温度などを測定できるセンサーとして機能します。この解決策は、アマチュア無線の実践で時々見られます。

トランジスタ - 感光センサー (図 2)。手持ちのトランジスタの中から、可能な限り高い伝達係数を備えた低消費電力のゲルマニウムを選択してください。 MP39B トランジスタに落ち着いたとします。まずケースの「底部」を鋸で切り落とすか、ワイヤーカッターで慎重に切断して、キャップを取り外します。次に、抵抗計を図に示されている極性でコレクタとエミッタの端子に接続し、光が当たらないようにトランジスタを紙で覆います。抵抗計の針は、示された端子間の非常に高い抵抗を示します。次に、トランジスタを開いて、XNUMX ～ XNUMX メートル離れたところから電気スタンドの光を当てます。オーム計は抵抗の減少を記録します。ランプがトランジスタに近づくにつれて、つまりその照度が増加するにつれて、抵抗計で測定される抵抗値は低下します。

そこで、トランジスタから光に敏感な光センサーが得られました。センサーに当たる光が増えるほど、センサーの抵抗は小さくなります。このようなセンサーは、照度計、夕暮れ時に街路の照明をオンにするオートマット、光電子ダッシュボード、光電話などに大きな転送率で使用される可能性があることを推測するのは難しくありません。

面白い実験：トランジスタのいくつかの職業

トランジスタ - 電子スイッチ。トランジスタのこの特性をおもちゃのモデルで実証することができます。これを「電子スイング」と呼びます。本物のブランコのように、私たちのおもちゃは機能的です。それは電流によって動き始めます。そして、何かの人影が彼らに襲いかかるでしょう。

図のスイング図に注目してください。電子キーはトランジスタＶＴ１に組み込まれており、これを介して電磁石のコイルＬ２の巻線に電力が供給される。キーへの制御信号はコイル L3 の巻線から来ます。 L1 と同じフレームに配置されます。

SA1 スイッチが閉じると、電源電圧がトランジスタに印加されます。トランジスタの DC ベースはインダクタ L1 を介してエミッタに接続されており、ベースにはバイアス電圧がないため、トランジスタは閉じられます。比較的小さな逆コレクタ電流がトランジスタのエミッタ回路に流れます。

ただし、コイル U1 の巻線に起電力 (EMF) が誘導され始めるため、すぐに永久磁石を電磁石のコア (たとえば、N 極) に近づける価値があります。負のバイアス電圧がトランジスタのベースに現れ、磁石が近づくにつれて増加します。トランジスタがオンになり、コイル L2 に電流が流れます。コアの周りに磁場が形成され、永久磁石が引き寄せられ始めます。バイアス電圧が最も高くなるのは、永久磁石が電磁石のコアの上にあるときです。コアの上にさらに進むと、磁石のもう一方の極が現れ、EMF の方向が変わります。トランジスタのベースに正の電圧が発生し、トランジスタが閉じます。電磁石巻線を流れる電流が停止します

したがって、電磁石のコアに対する永久磁石の特定の位置では、磁石を押す力が発生します。彼女はおもちゃのブランコを振ります。

ダイオード VD1。コイル L2 の巻線を分路します。電磁石のインダクタンス、設備およびトランジスタの静電容量によって決まる周波数での発振の発生を防ぎます。実際、トランジスタが開くと発振プロセスが発生しますが、ベース回路とエミッタ回路の間の強力な接続により、振動プロセスは減衰されません。この場合、永久磁石の制御動作が停止し、スイングが停止します。ダイオードとか。最初の発振のすでに正の半波をカットすることで、このような現象の発生を防ぎます。

トランジスタ - MP39 ～ MP42 シリーズのいずれか。ダイオード - D9 ... D226 シリーズのいずれか。電源は使用する永久磁石の強さに応じて 4.5 V または 9 V です。電源スイッチSA1を入れる必要はありません。なぜなら、永久磁石が電磁石のコアに接触しているとき（スイングが停止しているとき）、トランジスタは閉じており、デバイスは無視できるほどの電流を消費するからです。

コイルはフレームに巻かれます（図4.a）。厚いボール紙から接着されるか、適切な断熱材から機械加工されます。巻線は同時に巻かれ（図 4.b）、0.1 本の PEL ワイヤがまとめられます。直径 0.15 ～ 4 mm の PEV または PELSHO、フレームが埋まるまで。コアはフレームの内側に挿入されます (図 XNUMX.c)。軟鋼から機械加工され、フレームに接着されています。コアの磁気特性を改善し、残留磁化を防ぐには、コアブランクを焼き鈍し（ガスストーブバーナーの炎などで加熱）し、その後室温で冷却することをお勧めします。

電子デバイスの詳細は小さなケースの中に収められています (図 4.e)。スイングのトップバーは補強されています。電磁石はパネル 3 (図 4.d) に取り付けられ、コア 4 がパネルの表面と同一平面になるか、パネル表面よりわずかに突き出るようになります。ブランコを取り付けるには、2 つのラックを同じパネルに取り付け、それらの間にクロスバーを取り付けます。 1本のワイヤーブラケットを打ち込み、太いミシン糸を通します。糸の端はボードに結び付けられており、その上で図が強化されています。小さな永久磁石がボード XNUMX の底に接着されています。磁石が強いほど、電子キーの機能が向上することに注意してください。それは、使用できないマイクロ電気モーターからの XNUMX つの磁石で構成できます。これらはこのように接着されています。北極が真ん中になるように。磁気ラッチ (このようなラッチは現代の家具で使用されています) または他のデバイスの磁石も適しています。既存の磁石が大きい場合は、ハンマーで叩いて壊さないでください。そうしないと、磁石が減磁します。磁石の一部を万力で挟むか、衝撃を与えずに折って分離するのが最善です。

こんな感じで磁石が基板にくっついています。スイングが停止したときに、電磁石のコアのちょうど反対側にあり、そこから 2 ～ 3 mm の距離になるようにします (この距離はボードの糸ハンガーを使用して調整します)。

おもちゃの電源を入れたら、フィギュアと一緒にボードを振ります。すぐに止まる場合は、電磁石のコイル L1 の巻き間違いが考えられます。結論を入れ替えてください。

このようにして電子キーの動作を確認することができる。電源を切った後、スイッチ端子と並列（つまりトランジスタのコレクタ回路）に100mAのミリ電流計を接続します。基板が揺れたり、永久磁石が電磁石のコアに近づくと、ミリ電流計の針が大きく振れます。ずれが弱い場合は、より強力な永久磁石を設置するか、供給電圧を高くしてください。

面白い実験：トランジスタのいくつかの職業

このおもちゃの動作原理によれば、「Glory」などの多くの電子機械時計の振り子が組み込まれており、その内部にはインダクタンスコイル、5つの永久磁石、トランジスタもあります（図XNUMX）。

著者: B.S.イワノフ

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