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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Experimentos entretenidos: algunas profesiones del transistor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante [se produjo un error al procesar esta directiva] El transistor amplifica las señales eléctricas; estaba convencido de esto, por ejemplo, cuando construyó los intercomunicadores más simples. Pero un transistor puede convertirse en un sensor de temperatura, un sensor de luz, un dispositivo de llave electrónica; es fácil verificar esto haciendo los experimentos propuestos. Transistor - sensor de temperatura (Fig. 1). Uno de los parámetros del transistor al que a veces hay que prestar atención es la corriente inversa del colector. La fiabilidad del dispositivo diseñado a veces depende de su estabilidad. Esta corriente aparece cuando la fuente está conectada a la unión del colector en la dirección opuesta, es decir, cuando hay tensión negativa en el colector de la estructura del transistor p-n-p y positiva en la base (o en el colector del transistor npn tensión positiva y negativa en la base). Para ver qué tan estable es esta corriente cuando cambia la temperatura ambiente, compre al menos dos transistores, uno de los cuales es de silicio y el otro de germanio. También necesitará un ohmímetro y un vaso de agua tibia (50 ... 60 ° C).
Si tiene un transistor de germanio MP39B (estructuras pnp). conecte un óhmetro a los terminales de su colector y base. para que la punta de prueba positiva del óhmetro esté conectada a la terminal base. La aguja del óhmetro fijará la resistencia inversa de la unión del colector, que está determinada por la corriente inversa del colector. La resistencia puede ser muy grande, varios cientos de kiloohmios. Al observar las lecturas del ohmímetro, baje el transistor con el "sombrero" en un vaso de agua tibia de modo que la base del transistor con los cables esté 2 ... 3 mm por encima del nivel del agua. En tan solo unos segundos, notará que la resistencia controlada comenzará a disminuir. Después de aproximadamente un minuto, puede bajar a 50 kOhm; todo depende de la temperatura del agua.
Vale la pena sacar el transistor del agua, ya que después de un tiempo la aguja del óhmetro volverá a su posición original. Si el transistor se coloca en un refrigerador, la resistencia inversa aumentará en comparación con la inicial. Haz el mismo experimento con un transistor de silicio, como el KT315. Se asegurará de que la corriente inversa de su colector no sea detectada por el indicador de cuadrante del avómetro. Son unidades e incluso fracciones de un nanoamperio (1 nA = 10-9A). Por lo tanto, las oscilaciones de la corriente inversa del colector son menos perceptibles en las cascadas realizadas en transistores de silicio en comparación con las mismas cascadas en transistores de germanio. A partir de esto, es fácil comprender por qué se prefieren los transistores de silicio en el desarrollo de equipos de radio.
Y una conclusión más. Dado que la corriente de retorno del colector depende de la temperatura ambiente, el transistor de germanio puede convertirse en un sensor que puede medir, por ejemplo, la temperatura del aire exterior. Esta solución se encuentra a veces en la práctica de la radioafición. Transistor - sensor fotosensible (Fig. 2). De los transistores que tiene, seleccione un germanio de baja potencia con el mayor coeficiente de transferencia posible. Suponga que se decidió por el transistor MP39B. Retire la tapa cortando primero la "parte inferior" de la caja o rompiéndola con cuidado con un cortador de alambre. Luego conecte un ohmímetro a los terminales de su colector y emisor en la polaridad indicada en el diagrama y cubra el transistor con una hoja de papel para que la luz no caiga sobre él. La aguja del óhmetro marcará una resistencia muy alta entre los terminales indicados. Ahora abra el transistor y dirija la luz de una lámpara de mesa desde una distancia de uno o dos metros. El ohmímetro registrará una disminución en la resistencia. A medida que la lámpara se acerca al transistor, es decir, a medida que aumenta su iluminación, el valor de resistencia medido con un ohmímetro disminuirá. Entonces, se obtuvo un fotosensor sensible a la luz a partir de un transistor. Cuanta más luz cae sobre el sensor, menor es su resistencia. No es difícil adivinar el posible uso de dicho sensor en un medidor de luz, un autómata para encender la iluminación al atardecer en la calle, un tablero fotoelectrónico, un teléfono óptico, etc. Además, la mayor sensibilidad de dicho sensor se obtiene cuando se ilumina desde el lado del emisor, así como cuando se usa un transistor con el coeficiente de transmisión más alto posible.
Transistor - interruptor electrónico. Puede demostrar esta propiedad del transistor en un modelo de juguete, que llamaremos "columpio electrónico". Como un verdadero columpio, nuestro juguete es funcional. Se pone en movimiento... por una corriente eléctrica. Y alguna figura se balanceará sobre ellos. Preste atención al diagrama de oscilación que se muestra en la fig. 3. Se ensambla una llave electrónica en el transistor VT1, a través de la cual se suministra energía al devanado de la bobina L2 del electroimán. La señal de control a la tecla proviene del devanado de la bobina L1. colocado en el mismo marco que L2. Cuando el interruptor SA1 está cerrado, el voltaje de suministro se aplicará al transistor. El transistor estará cerrado, ya que su base DC está conectada al emisor a través del inductor L1 y no hay tensión de polarización en la base. Una corriente de colector inversa relativamente pequeña fluirá en el circuito emisor del transistor. Pero vale la pena acercar rápidamente un imán permanente al núcleo de un electroimán (digamos, con el polo norte), ya que comenzará a inducirse una fuerza electromotriz (EMF) en el devanado de la bobina U1. Aparecerá un voltaje de polarización negativa en la base del transistor, que aumentará a medida que se acerque el imán. El transistor se encenderá y la corriente fluirá a través de la bobina L2. Se forma un campo magnético alrededor del núcleo, que comenzará a atraer un imán permanente. El voltaje de polarización más alto será cuando el imán permanente esté por encima del núcleo del electroimán. Con su mayor avance por encima del núcleo, aparecerá el otro polo del imán y el EMF cambiará su dirección. Aparecerá un voltaje positivo en la base del transistor y el transistor se cerrará. La corriente a través del devanado del electroimán se detendrá Entonces, en cierta posición del imán permanente en relación con el núcleo del electroimán, aparece una fuerza que empuja el imán. Hace oscilar el columpio de juguete. Diodo VD1. desviando el devanado de la bobina L2. evita que en él se produzcan oscilaciones de frecuencia determinada por la inductancia del electroimán, la capacidad de la instalación y el transistor. El hecho es que cuando se abre el transistor, se produce un proceso oscilatorio que, debido a la fuerte conexión entre los circuitos de base y emisor, puede desamortizarse. La acción de control del imán permanente en este caso se detendrá y la oscilación se detendrá. Diodo o. cortando la semionda positiva ya de la primera oscilación, se evita la aparición de tal fenómeno. Transistor: cualquiera de las series MP39-MP42. diodo - también cualquiera de la serie D9 ... D226. La fuente de alimentación es de 4.5 V o 9 V, dependiendo de la fuerza del imán permanente utilizado. No es necesario poner el interruptor de encendido SA1. porque cuando el imán permanente está contra el núcleo del electroimán (se detiene la oscilación), el transistor se cierra y el dispositivo consume una corriente insignificante. Las bobinas se enrollan en un marco (Fig. 4.a). encolado a partir de cartón grueso o mecanizado a partir de un material aislante adecuado. Los devanados se enrollan simultáneamente (Fig. 4.b), juntando dos cables PEL. PEV o PELSHO con un diámetro de 0.1 ... 0.15 mm, hasta llenar el marco. Se inserta un núcleo dentro del marco (Fig. 4.c). mecanizado en acero dulce y pegado al marco. Para mejorar las propiedades magnéticas del núcleo y evitar su magnetización residual, es recomendable recocer el núcleo en blanco (calentarlo, por ejemplo, en la llama de un quemador de estufa de gas) y luego enfriarlo a temperatura ambiente. Los detalles del dispositivo electrónico se colocan dentro de una pequeña caja (Fig. 4.e). mientras que el columpio está reforzado en su barra superior. El electroimán está unido al panel 3 (Fig. 4.d) de modo que el núcleo 4 quede al ras con la superficie del panel o sobresalga ligeramente por encima. Para unir el columpio, se unen dos bastidores al mismo panel y se instala una barra transversal entre ellos. Se introducen dos soportes de alambre y se pasan a través de ellos trozos de hilo de coser grueso. Los extremos de los hilos están atados al tablero 2 columpios, en los que se fortalece la figura. Un pequeño imán permanente está pegado a la parte inferior de la placa 1. Tenga en cuenta que cuanto más fuerte sea el imán, mejor funcionará la llave electrónica. Puede estar compuesto por dos imanes de un micromotor eléctrico inutilizable; están pegados así. para que los polos norte estén en el medio. También es adecuado un imán de un pestillo magnético (dichos pestillos se usan en muebles modernos) o de otros dispositivos. Si el imán existente es grande, no intente romperlo con golpes de martillo, de lo contrario se desmagnetizará. Lo mejor es separar parte del imán apretándolo con un tornillo de banco o rompiéndolo sin golpearlo. El imán está unido al tablero de esta manera. de modo que cuando se detenga la oscilación, quede exactamente enfrente del núcleo del electroimán y a una distancia de 2 ... 3 mm de él (esta distancia se ajusta con los colgadores de hilo del tablero) Después de encender el juguete, balancea el tablero con la figurita. Si se detiene pronto, la causa probable es la inclusión incorrecta del devanado de la bobina L1 del electroimán. Intercambiar sus conclusiones. De esta forma se puede comprobar el funcionamiento de la llave electrónica. Después de desconectar la alimentación, conecte un miliamperímetro de 100 mA en paralelo con los terminales del interruptor (en otras palabras, en el circuito colector del transistor). Cuando la placa se balancea o el imán permanente se acerca al núcleo del electroimán, la aguja del miliamperímetro se desvía bruscamente. Si se desvía débilmente, instale un imán permanente más potente o aumente la tensión de alimentación.
De acuerdo con el principio de funcionamiento de este juguete, se construye el péndulo de muchos relojes mecánicos electrónicos, por ejemplo, "Glory"; en su interior también tienen una bobina de inductancia, dos imanes permanentes, un transistor (Fig. 5). Autor: BS Ivanov
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