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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Experiências divertidas: algumas profissões do transistor. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante [um erro ocorreu no processamento desta diretiva] O transistor amplifica os sinais elétricos - você estava convencido disso, por exemplo, quando construiu os intercomunicadores mais simples. Mas um transistor pode se tornar um sensor de temperatura, sensor de luz, um dispositivo de chave eletrônica - é fácil verificar isso fazendo os experimentos propostos. Transistor - sensor de temperatura (Fig. 1). Um dos parâmetros do transistor que às vezes você deve prestar atenção é a corrente do coletor reverso. A confiabilidade do dispositivo projetado às vezes depende de sua estabilidade. Essa corrente aparece quando a fonte é conectada à junção do coletor na direção oposta, ou seja, quando o coletor do transistor da estrutura p-n-p é menos tensão e na base é mais (ou no coletor do transistor npn mais tensão, e na base - menos ). Para ver quão estável é essa corrente quando a temperatura ambiente muda, armazene pelo menos dois transistores, um dos quais é de silício e o outro de germânio. Você também precisará de um ohmímetro e um copo de água morna (50 ... 60 ° C).
Se você tiver um transistor de germânio MP39B (estruturas pnp). conecte um ohmímetro aos terminais de seu coletor e base. de modo que a ponta de prova positiva do ohmímetro seja conectada ao terminal da base. A agulha do ohmímetro fixará a resistência reversa da junção do coletor, que é determinada pela corrente reversa do coletor. A resistência pode ser muito grande - várias centenas de quilo-ohms. Observando as leituras do ohmímetro, abaixe o transistor com o "chapéu" em um copo de água morna de forma que a base do transistor com os fios fique 2 ... 3 mm acima do nível da água. Em apenas alguns segundos, você notará que a resistência controlada começará a diminuir. Após cerca de um minuto, pode cair para 50 kOhm - tudo depende da temperatura da água.
Vale a pena retirar o transistor da água, pois depois de um tempo a agulha do ohmímetro voltará à sua posição original. Se o transistor for colocado em uma geladeira, a resistência reversa aumentará em relação à inicial. Faça o mesmo experimento com um transistor de silício, como o KT315. Você garantirá que a corrente reversa do coletor não seja detectada pelo relógio comparador do avômetro. São unidades e até frações de um nanoampère (1 nA = 10-9A). Portanto, as oscilações da corrente reversa do coletor são menos perceptíveis pelas cascatas feitas nos transistores de silício em comparação com as mesmas cascatas nos transistores de germânio. A partir disso, é fácil entender por que os transistores de silício são preferidos no desenvolvimento de equipamentos de rádio.
E mais uma conclusão. Como a corrente de retorno do coletor depende da temperatura ambiente, o transistor de germânio pode se tornar um sensor que pode medir, por exemplo, a temperatura do ar externo. Essa solução às vezes é encontrada na prática do rádio amador. Transistor - sensor fotossensível (Fig. 2). Dos transistores que você possui, selecione um germânio de baixa potência com o maior coeficiente de transferência possível. Suponha que você optou pelo transistor MP39B. Remova a tampa primeiro serrando o “fundo” da caixa ou quebrando-a cuidadosamente com um alicate. Em seguida, conecte um ohmímetro aos terminais de seu coletor e emissor na polaridade indicada no diagrama e cubra o transistor com uma folha de papel para que a luz não incida sobre ele. A agulha do ohmímetro marcará uma resistência muito alta entre os terminais indicados. Agora abra o transistor e direcione a luz de um abajur para ele a uma distância de um ou dois metros. O ohmímetro registrará uma diminuição na resistência. À medida que a lâmpada se aproxima do transistor, ou seja, à medida que sua iluminação aumenta, o valor da resistência medida com um ohmímetro diminuirá. Assim, um fotosensor sensível à luz foi obtido de um transistor. Quanto mais luz incide sobre o sensor, menor sua resistência. Não é difícil adivinhar o possível uso de tal sensor em um medidor de iluminação, um autômato para ligar a iluminação ao entardecer na rua, um painel fotoeletrônico, um telefone óptico etc.
Transistor - interruptor eletrônico. Você pode demonstrar essa propriedade do transistor em um modelo de brinquedo, que chamaremos de "balanço eletrônico". Como um balanço real, nosso brinquedo é funcional. É posto em movimento... por uma corrente elétrica. E alguma figura vai balançar sobre eles. Preste atenção ao diagrama de giro mostrado na fig. 3. Uma chave eletrônica é montada no transistor VT1, através da qual a energia é fornecida ao enrolamento da bobina L2 do eletroímã. O sinal de controle para a chave vem do enrolamento da bobina L1. colocado no mesmo quadro que L2. Quando a chave SA1 estiver fechada, a tensão de alimentação será aplicada ao transistor. O transistor estará fechado, pois sua base DC está conectada ao emissor através do indutor L1 e não há tensão de polarização na base. Uma corrente de coletor reverso relativamente pequena fluirá no circuito emissor do transistor. Mas vale a pena aproximar rapidamente um ímã permanente do núcleo de um eletroímã (digamos, com o pólo norte), pois uma força eletromotriz (EMF) começará a ser induzida no enrolamento da bobina U1. Uma tensão de polarização negativa aparecerá na base do transistor, que aumentará à medida que o ímã se aproxima. O transistor ligará e a corrente fluirá através da bobina L2. Um campo magnético é formado ao redor do núcleo, que começará a atrair um ímã permanente. A tensão de polarização mais alta será quando o ímã permanente estiver acima do núcleo do eletroímã. Com seu avanço adicional acima do núcleo, o outro pólo do ímã aparecerá e o EMF mudará sua direção. Uma tensão positiva aparecerá na base do transistor e o transistor fechará. A corrente através do enrolamento do eletroímã irá parar Assim, em uma determinada posição do imã permanente em relação ao núcleo do eletroímã, surge uma força que empurra o imã. Ela faz o balanço do brinquedo balançar. Diodo VD1. desviando o enrolamento da bobina L2. evita a ocorrência de oscilações nele com uma frequência determinada pela indutância do eletroímã, a capacitância da instalação e o transistor. O fato é que quando o transistor é aberto, ocorre um processo oscilatório que, devido à forte conexão entre os circuitos de base e emissor, pode ser desamortecido. A ação de controle do ímã permanente neste caso irá parar e o balanço irá parar. Diodo ou. cortando a meia-onda positiva já da primeira oscilação, evita a ocorrência de tal fenômeno. Transistor - qualquer uma das séries MP39-MP42. diodo - também qualquer uma das séries D9 ... D226. A fonte de alimentação é de 4.5 V ou 9 V, dependendo da força do imã permanente utilizado. Não é necessário colocar a chave liga/desliga SA1. porque quando o ímã permanente está contra o núcleo do eletroímã (a oscilação é interrompida), o transistor é fechado e o dispositivo consome uma corrente desprezível. As bobinas são enroladas em uma armação (Fig. 4.a). colado de papelão grosso ou usinado de um material isolante adequado. Os enrolamentos são enrolados simultaneamente (Fig. 4.b), unindo dois fios PEL. PEV ou PELSHO com um diâmetro de 0.1 ... 0.15 mm, até que o quadro seja preenchido. Um núcleo é inserido dentro do quadro (Fig. 4.c). usinado em aço macio e colado na estrutura. Para melhorar as propriedades magnéticas do núcleo e evitar sua magnetização residual, é aconselhável recozer o núcleo em branco (aquecê-lo, por exemplo, na chama de um queimador de fogão a gás) e depois resfriá-lo à temperatura ambiente Os detalhes do dispositivo eletrônico são colocados dentro de uma pequena caixa (Fig. 4.e). enquanto o balanço é reforçado em sua barra superior. O eletroímã é preso ao painel 3 (Fig. 4.d) de modo que o núcleo 4 fique nivelado com a superfície do painel ou se projete ligeiramente acima dele. Para prender o balanço, dois racks são presos ao mesmo painel e uma barra transversal é instalada entre eles. Dois suportes de arame são inseridos nele e pedaços de linha de costura grossa são passados por eles. As pontas dos fios são amarradas ao tabuleiro 2 balanços, nos quais a figura é fortalecida. Um pequeno ímã permanente é colado na parte inferior da placa 1. Observe que quanto mais forte o ímã, melhor a chave eletrônica funciona. Pode ser feito de dois ímãs de um motor microelétrico inutilizável - eles são colados assim. de modo que os pólos norte estão no meio. Um ímã de uma trava magnética (essas travas são usadas em móveis modernos) ou de outros dispositivos também é adequado. Se o ímã existente for grande, não tente quebrá-lo com golpes de martelo, caso contrário, ele será desmagnetizado. É melhor separar parte do ímã apertando-o em um torno ou quebrando-o sem bater. O ímã é preso à placa assim. de modo que, quando o balanço for interrompido, fique exatamente oposto ao núcleo do eletroímã e a uma distância de 2 ... 3 mm dele (essa distância é ajustada usando os cabides de linha da placa) Após ligar o brinquedo, gire a prancha com a estatueta. Se parar logo, a provável causa é a inclusão incorreta do enrolamento da bobina L1 do eletroímã. Troque suas conclusões. O funcionamento da chave eletrônica pode ser verificado desta forma. Após desligar a energia, conecte um miliamperímetro de 100 mA em paralelo com os terminais da chave (ou seja, no circuito coletor do transistor). Quando a placa balança ou o ímã permanente se aproxima do núcleo do eletroímã, a agulha do miliamperímetro se desvia acentuadamente. Se desviar ligeiramente, instale um imã permanente mais forte ou aumente a tensão de alimentação.
De acordo com o princípio de funcionamento deste brinquedo, é construído o pêndulo de muitos relógios eletrônico-mecânicos, por exemplo "Glória" - dentro deles também há uma bobina de indutância, dois ímãs permanentes, um transistor (Fig. 5). Autor: B.S. Ivanov
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