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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Expériences amusantes : quelques métiers du transistor. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant [Une erreur s'est produite lors du traitement de cette directive] Le transistor amplifie les signaux électriques - vous en étiez convaincu, par exemple, lorsque vous avez construit les interphones les plus simples. Mais un transistor peut devenir un capteur de température, un capteur de lumière ou un dispositif à clé électronique - il est facile de le vérifier en réalisant les expériences proposées. Transistor - capteur de température (Fig. 1). L'un des paramètres du transistor auquel il faut parfois prêter attention est le courant du collecteur inverse. La fiabilité de l'appareil en cours de conception dépend parfois de sa stabilité. Ce courant apparaît lorsque la source est connectée à la jonction du collecteur dans le sens opposé, c'est-à-dire lorsqu'il y a une tension négative au collecteur du transistor à structure pnp, et une tension positive à la base (ou une tension positive au collecteur du transistor npn transistor, et un moins à la base). Pour vous assurer de la stabilité de ce courant lorsque la température ambiante change, munissez-vous d'au moins deux transistors, l'un en silicium et l'autre en germanium. Vous aurez également besoin d'un ohmmètre et d'un verre d'eau tiède (50...60 °C).
Si vous possédez un transistor au germanium MP39B (structure pnp). connectez un ohmmètre aux bornes de son collecteur et de son socle comme ceci. de sorte que la sonde positive de l'ohmmètre soit connectée à la borne de base. L'aiguille de l'ohmmètre enregistrera la résistance inverse de la jonction du collecteur, qui est déterminée par le courant inverse du collecteur. La résistance peut être assez élevée – plusieurs centaines de kiloohms. Tout en observant les lectures de l'ohmmètre, abaissez le transistor avec son capuchon dans un verre d'eau tiède de manière à ce que la base du transistor avec ses fils soit à 2...3 mm au-dessus du niveau de l'eau. En quelques secondes seulement, vous remarquerez que la résistance contrôlée commencera à diminuer. Après environ une minute, elle peut descendre à 50 kOhm - tout dépend de la température de l'eau.
Une fois que vous avez retiré le transistor de l'eau, après un certain temps, l'aiguille de l'ohmmètre reviendra à sa position d'origine. Si le transistor est placé au réfrigérateur, la résistance inverse augmentera par rapport à la résistance initiale. Faites la même expérience avec un transistor au silicium, par exemple KT315. Vous vous assurerez que son courant de collecteur inverse ne sera pas détecté par le cadran indicateur de l'Avometer. Cela équivaut à des unités et même à des fractions de nanoampère (1 nA = 10-9A). Par conséquent, les fluctuations du courant inverse du collecteur sont moins perceptibles par les cascades réalisées sur des transistors en silicium que par les mêmes cascades sur le germanium. Il n’est donc pas difficile de comprendre pourquoi les transistors au silicium sont préférés lors du développement d’équipements radio.
Et encore une conclusion. Le courant inverse du collecteur dépendant de la température ambiante, un transistor au germanium peut devenir un capteur avec lequel il sera possible de mesurer, par exemple, la température de l'air extérieur. Cette solution est parfois rencontrée dans la pratique des radioamateurs. Transistor - capteur de lumière (Fig. 2). Parmi les transistors dont vous disposez, sélectionnez un transistor en germanium de faible puissance avec le coefficient de transmission le plus élevé possible. Supposons que vous ayez opté pour le transistor MP39B. Retirez son capuchon en sciant d'abord le « bas » du corps ou en le cassant soigneusement avec une pince coupante. Connectez ensuite un ohmmètre aux bornes de son collecteur et de son émetteur dans la polarité indiquée sur le schéma et recouvrez le transistor d'une feuille de papier pour que la lumière ne tombe pas dessus. L'aiguille de l'ohmmètre indiquera une résistance très élevée entre les bornes indiquées. Ouvrez maintenant le transistor et dirigez vers lui la lumière d’une lampe de table à une distance d’un mètre ou deux. L'ohmmètre enregistrera une diminution de la résistance. À mesure que la lampe se rapproche du transistor, c'est-à-dire à mesure que son éclairement augmente, la valeur de la résistance mesurée avec un ohmmètre diminue. Ainsi, à partir d'un transistor, nous avons obtenu un capteur photo sensible à la lumière. Plus le capteur reçoit de lumière, plus sa résistance est faible. Il n'est pas difficile de deviner l'utilisation possible d'un tel capteur dans un posemètre, un interrupteur automatique d'éclairage lorsqu'il fait sombre dans la rue, un champ de tir photoélectronique, un téléphone optique, etc. De plus, la plus grande sensibilité d'un tel Le capteur est obtenu lorsqu'il est éclairé du côté de l'émetteur, ainsi qu'en utilisant un transistor avec un coefficient de transmission éventuellement élevé.
Transistor - interrupteur électronique. Cette propriété d'un transistor peut être démontrée sur un modèle de jouet, que nous appellerons une « balançoire électronique ». Tout comme une vraie balançoire, notre jouet est fonctionnel. Il est mis en mouvement... par le courant électrique. Et une figure va se balancer sur eux. Faites attention au schéma de principe de la balançoire illustré à la Fig. 3. Un interrupteur électronique est assemblé sur le transistor VT1, à travers lequel l'alimentation est fournie à l'enroulement de la bobine électromagnétique L2. Le signal de commande de la clé provient de l'enroulement de la bobine L1. placé sur le même châssis que L2. Lorsque l'interrupteur SA1 est fermé, la tension d'alimentation sera fournie au transistor. Le transistor s'éteindra car sa base est connectée en courant continu à l'émetteur via l'inductance L1 et il n'y a pas de tension de polarisation à la base. Un courant de collecteur inverse relativement faible circulera dans le circuit émetteur du transistor. Mais dès que vous rapprochez rapidement un aimant permanent du noyau de l'électro-aimant (par exemple, avec le pôle nord), une force électromotrice (FEM) commencera à être induite dans l'enroulement de la bobine U1. Une tension de polarisation négative apparaîtra à la base du transistor, qui augmentera à mesure que l'aimant s'approche. Le transistor s'ouvrira et le courant circulera dans la bobine L2. Un champ magnétique se forme autour du noyau, qui commencera à attirer un aimant permanent. La tension de polarisation la plus élevée se produit lorsque l'aimant permanent se trouve au-dessus du noyau de l'électro-aimant. Au fur et à mesure qu'il se déplace, un autre pôle de l'aimant apparaîtra au-dessus du noyau et la FEM changera de direction. Une tension positive apparaîtra à la base du transistor et le transistor s'éteindra. Le courant traversant l’enroulement de l’électro-aimant s’arrêtera Ainsi, à une certaine position de l'aimant permanent par rapport au noyau de l'électro-aimant, une force apparaît qui pousse l'aimant. Elle fait balancer la balançoire jouet. Diode VD1. shunter le bobinage de la bobine L2. empêche l'apparition d'oscillations avec une fréquence déterminée par l'inductance de l'électro-aimant, la capacité de l'installation et du transistor. Le fait est que lorsque le transistor est ouvert, un processus oscillatoire se produit qui, en raison de la forte connexion entre les circuits de base et d'émetteur, peut être non amorti. Dans ce cas, l’action de contrôle de l’aimant permanent s’arrêtera et l’oscillation s’arrêtera. C'est une diode. en coupant l'alternance positive de la première oscillation, on évite l'apparition d'un tel phénomène. Transistor - n'importe quelle série MP39-MP42. diode - également n'importe laquelle des séries D9...D226. La source d'alimentation est de 4.5 V ou 9 V, selon la puissance de l'aimant permanent utilisé. Il n'est pas du tout nécessaire d'installer l'interrupteur d'alimentation SA1. car lorsque l'aimant permanent est contre le noyau de l'électro-aimant (l'oscillation est arrêtée), le transistor est fermé et l'appareil consomme un courant négligeable. Les bobines sont enroulées sur un châssis (Fig. 4.a). collés ensemble à partir de carton épais ou usinés à partir d'un matériau isolant approprié. Les enroulements sont enroulés simultanément (Fig. 4.b) en repliant deux fils PEL ensemble. PEV ou PELSHO d'un diamètre de 0.1...0.15 mm, jusqu'à remplir le cadre. Un noyau est inséré à l'intérieur du cadre (Fig. 4.c). usiné en acier doux et collé au cadre. Pour améliorer les propriétés magnétiques du noyau et éviter son magnétisation résiduelle, il est conseillé de recuire l'ébauche du noyau (chauffer par exemple dans la flamme d'un brûleur de cuisinière à gaz), puis de la refroidir à température ambiante. Les pièces de l'appareil électronique sont placées à l'intérieur d'un petit boîtier (Fig. 4.e). et la balançoire est fixée sur son panneau supérieur. L'électro-aimant est fixé au panneau 3 (figure 4.d) de manière à ce que le noyau 4 affleure la surface du panneau ou dépasse légèrement au-dessus de celui-ci. Pour fixer la balançoire, deux poteaux sont fixés au même panneau et une barre transversale est installée entre eux. Deux agrafes métalliques y sont enfoncées et des morceaux de fil à coudre épais y sont passés. Les extrémités des fils sont attachées à la planche de 2 balançoires sur laquelle la figurine est fixée. Au bas de la planche est collé un petit aimant permanent 1. Veuillez noter que plus l'aimant est fort, plus la clé électronique fonctionne mieux. Il peut être constitué de deux aimants provenant d'un micromoteur électrique inutilisable - ils sont collés ensemble ainsi. pour que les pôles nord soient au milieu. Un aimant provenant d'un loquet magnétique (de tels loquets sont utilisés dans les meubles modernes) ou d'autres appareils fonctionnera également. Si l’aimant existant est grand, n’essayez pas de le casser avec un marteau, sinon il se démagnétiserait. Il est préférable de séparer une partie de l'aimant en la serrant dans un étau ou en la cassant sans impact. L'aimant est fixé au tableau comme ceci. de sorte que lorsque la balançoire est arrêtée, elle se trouve exactement en face du noyau de l'électro-aimant et à une distance de 2...3 mm de celui-ci (cette distance est réglée à l'aide des supports filetés de la planche) Après avoir allumé le jouet, faites pivoter la planche avec la figurine. S'il s'arrête bientôt, la raison probable est que l'enroulement de la bobine de l'électro-aimant L1 n'est pas correctement activé. Inversez ses conclusions. Vous pouvez ainsi vérifier le fonctionnement de la clé électronique. Après avoir coupé l'alimentation, connectez un milliampèremètre de 100 mA en parallèle aux bornes de l'interrupteur (en d'autres termes, dans le circuit collecteur du transistor). Lorsque la carte oscille ou que l'aimant permanent s'approche du noyau de l'électro-aimant, l'aiguille du milliampèremètre s'écarte fortement. S'il dévie faiblement, installez un aimant permanent plus puissant ou augmentez la tension d'alimentation.
Le pendule de nombreuses horloges électromécaniques, par exemple « Slava », est construit sur le principe de fonctionnement de ce jouet : à l'intérieur, ils contiennent également une bobine d'inductance, deux aimants permanents et un transistor (Fig. 5). Auteur : BS Ivanov
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