چندین طرح ارائه شده است دستگاه های سادهو گره هایی که می توانند توسط آماتورهای رادیویی تازه کار ساخته شوند.

تقویت کننده AF تک مرحله ای

این ساده ترین طراحی است که به شما امکان می دهد توانایی های تقویت کننده یک ترانزیستور را نشان دهید. درست است که افزایش ولتاژ کوچک است - از 6 تجاوز نمی کند، بنابراین دامنه چنین دستگاهی محدود است.

با این وجود، می توان آن را مثلاً به یک گیرنده رادیویی آشکارساز متصل کرد (باید با یک مقاومت 10 کیلو اهم بارگیری شود) و با استفاده از هدفون BF1، به انتقال یک ایستگاه رادیویی محلی گوش داد.

سیگنال تقویت شده به سوکت های ورودی X1، X2 و ولتاژ تغذیه (مانند سایر طرح های این نویسنده، 6 ولت است - چهار سلول گالوانیکی با ولتاژ 1.5 ولت متصل به صورت سری) به X3 تغذیه می شود. ، سوکت X4.

تقسیم کننده R1R2 ولتاژ بایاس را در پایه ترانزیستور تنظیم می کند و مقاومت R3 بازخورد جریان را ارائه می دهد که به تثبیت دمای تقویت کننده کمک می کند.

برنج. 1. طرح تقویت کننده AF تک مرحله ای روی ترانزیستور.

تثبیت چگونه انجام می شود؟ فرض کنید تحت تاثیر دما جریان کلکتور ترانزیستور افزایش یافته است بر این اساس افت ولتاژ در مقاومت R3 افزایش می یابد. در نتیجه، جریان امیتر کاهش می یابد، و از این رو جریان جمع کننده - به مقدار اولیه خود می رسد.

بار مرحله تقویت کننده هدفون با مقاومت 60 .. 100 اهم می باشد. بررسی عملکرد تقویت کننده دشوار نیست، باید جک ورودی X1 را لمس کنید، به عنوان مثال، در نتیجه دریافت جریان متناوب، صدای وزوز ضعیفی با موچین در تلفن شنیده می شود. جریان کلکتور ترانزیستور حدود 3 میلی آمپر است.

مبدل فرکانس اولتراسونیک دو مرحله ای بر روی ترانزیستورهای سازه های مختلف

با اتصال مستقیم بین مراحل و بازخورد منفی عمیق DC طراحی شده است که حالت آن را مستقل از دما می کند. محیط. اساس تثبیت دما، مقاومت R4 است که مشابه مقاومت R3 در طراحی قبلی عمل می کند.

تقویت کننده در مقایسه با تقویت کننده تک مرحله ای "حساس تر" است - بهره ولتاژ به 20 می رسد. جک های ورودی می توانند تغذیه شوند. ولتاژ ACبا دامنه نه بیشتر از 30 میلی ولت، در غیر این صورت اعوجاج در هدفون شنیده می شود.

آنها با لمس جک ورودی X1 با موچین (یا فقط یک انگشت) تقویت کننده را بررسی می کنند - تلفن می شنود صدای بلند. آمپلی فایر جریانی در حدود 8 میلی آمپر مصرف می کند.

برنج. 2. طرح تقویت کننده AF دو مرحله ای روی ترانزیستورها ساختار متفاوت.

از این طرح می توان برای تقویت سیگنال های ضعیف مانند میکروفون استفاده کرد. و البته سیگنال 34 گرفته شده از بار گیرنده آشکارساز را به میزان قابل توجهی تقویت خواهد کرد.

مبدل فرکانس اولتراسونیک دو مرحله ای بر روی ترانزیستورهای یک ساختار

در اینجا از اتصال مستقیم بین آبشارها نیز استفاده می شود، اما تثبیت حالت عملکرد تا حدودی با طرح های قبلی متفاوت است.

فرض کنید جریان کلکتور ترانزیستور VT1 کاهش یافته است افت ولتاژ در این ترانزیستور افزایش می یابد که منجر به افزایش ولتاژ در مقاومت R3 موجود در مدار امیتر ترانزیستور VT2 می شود.

به دلیل اتصال ترانزیستورها از طریق مقاومت R2، جریان پایه ترانزیستور ورودی افزایش می یابد که منجر به افزایش جریان کلکتور آن می شود. در نتیجه تغییر اولیه جریان کلکتور این ترانزیستور جبران خواهد شد.

برنج. 3. طرح تقویت کننده AF دو مرحله ای روی ترانزیستورهای همان ساختار.

حساسیت تقویت کننده بسیار زیاد است - بهره به 100 می رسد. بهره به شدت به ظرفیت خازن C2 بستگی دارد - اگر آن را خاموش کنید، بهره کاهش می یابد. ولتاژ ورودی نباید بیشتر از 2 میلی ولت باشد.

تقویت کننده با یک گیرنده آشکارساز، با میکروفون الکترت و سایر منابع به خوبی کار می کند. سیگنال ضعیف. جریان مصرفی آمپلی فایر حدود 2 میلی آمپر است.

بر روی ترانزیستورهای ساختارهای مختلف ساخته شده و دارای بهره ولتاژی در حدود 10 است. بالاترین ولتاژ ورودی می تواند 0.1 ولت باشد.

اولین تقویت کننده دو مرحله ای روی ترانزیستور VT1 مونتاژ می شود، دومی - روی VT2 و VTZ ساختارهای مختلف. مرحله اول سیگنال 34 را از نظر ولتاژ تقویت می کند و هر دو نیم موج یکسان هستند. دومی سیگنال فعلی را تقویت می کند، اما آبشار در ترانزیستور VT2 با نیمه موج های مثبت و در ترانزیستور VТЗ - با امواج منفی کار می کند.

برنج. 4. تقویت کننده قدرت AF بر روی ترانزیستورها.

حالت DC به گونه ای انتخاب می شود که ولتاژ در نقطه اتصال امیترهای ترانزیستورهای مرحله دوم تقریباً نصف ولتاژ منبع تغذیه باشد.

این با روشن کردن مقاومت R2 به دست می آید بازخوردجریان جمع کننده ترانزیستور ورودی، که از طریق دیود VD1 جریان می یابد، منجر به افت ولتاژ در آن می شود. که ولتاژ بایاس در پایه های ترانزیستورهای خروجی (نسبت به تابشگرهای آنها) است - به شما امکان می دهد اعوجاج سیگنال تقویت شده را کاهش دهید.

بار (چند هدفون موازی متصل یا یک هد دینامیک) از طریق یک خازن اکسیدی C2 به تقویت کننده متصل می شود.

اگر آمپلی فایر روی یک هد دینامیک (با مقاومت 8 تا 0.10 اهم) کار کند، ظرفیت خازن باید حداقل دو برابر بزرگتر باشد، اما با بار خروجی کمتر.

این مدار به اصطلاح تقویت ولتاژ است که در آن یک ولتاژ فیدبک مثبت کوچک به مدار پایه ترانزیستورهای خروجی وارد می شود که شرایط کار ترانزیستورها را یکسان می کند.

نشانگر ولتاژ دو سطحی

از چنین وسیله ای می توان استفاده کرد. به عنوان مثال، برای نشان دادن "تهی شدن" باتری یا نشان دادن سطح سیگنال بازتولید شده در یک ضبط صوت خانگی. طرح نشانگر به شما امکان می دهد اصل عملکرد آن را نشان دهید.

برنج. 5. طرح یک نشانگر ولتاژ دو سطحی.

در موقعیت پایین موتور مقاومت متغیر R1 مطابق نمودار، هر دو ترانزیستور بسته هستند، LED های HL1، HL2 خاموش هستند. هنگام حرکت دادن نوار لغزنده مقاومت به سمت بالا، ولتاژ دو طرف آن افزایش می یابد. وقتی به ولتاژ باز شدن ترانزیستور VT1 رسید، LED HL1 چشمک می زند

اگر به حرکت موتور ادامه دهید. لحظه ای فرا می رسد که پس از دیود VD1، ترانزیستور VT2 باز می شود. LED HL2 نیز چشمک می زند. به عبارت دیگر، ولتاژ پایین در ورودی نشانگر باعث می شود که فقط LED HL1 و بیشتر از هر دو LED بدرخشد.

کاهش تدریجی ولتاژ ورودی مقاومت متغیر، توجه داشته باشید که ابتدا LED HL2 و سپس HL1 خاموش می شود. روشنایی LED ها به مقاومت های محدود کننده R3 و R6 بستگی دارد که با افزایش مقاومت آنها، روشنایی کاهش می یابد.

برای اتصال نشانگر به یک دستگاه واقعی، باید ترمینال بالایی مقاومت متغیر را از سیم مثبت منبع تغذیه جدا کنید و یک ولتاژ کنترل شده را به پایانه های شدید این مقاومت اعمال کنید. با حرکت دادن موتور آن، آستانه نشانگر انتخاب می شود.

هنگام نظارت فقط بر ولتاژ منبع تغذیه، نصب LED سبز رنگ AL307G به جای HL2 مجاز است.

سیگنال های نور را طبق اصل کمتر از هنجار - هنجار - بیشتر از هنجار می دهد. برای انجام این کار، نشانگر از دو LED قرمز و یک LED سبز استفاده می کند.

برنج. 6. نشانگر ولتاژ سه سطح.

در یک ولتاژ معین روی موتور مقاومت متغیر R1 (ولتاژ نرمال است)، هر دو ترانزیستور بسته هستند و فقط (کار می کند) LED سبز HL3. حرکت لغزنده مقاومت به سمت بالا منجر به افزایش ولتاژ (بیش از حد معمول) می شود، ترانزیستور VT1 روی آن باز می شود.

LED HL3 خاموش می شود و HL1 روشن می شود. اگر موتور به سمت پایین حرکت کند و بنابراین ولتاژ روی آن کاهش یابد ("کمتر از حد معمول")، ترانزیستور VT1 بسته می شود و VT2 باز می شود. تصویر زیر مشاهده می شود: ابتدا LED HL1 خاموش می شود سپس روشن می شود و به زودی HL3 خاموش می شود و در نهایت HL2 چشمک می زند.

به دلیل حساسیت کم نشانگر، یک انتقال صاف از خاموش شدن یک LED به احتراق یک LED دیگر به دست می آید، به عنوان مثال، HL1 هنوز به طور کامل خاموش نشده است، اما HL3 در حال حاضر روشن است.

ماشه اشمیت

همانطور که می دانید معمولا از این دستگاه برای تبدیل ولتاژی که به آرامی تغییر می کند به سیگنال مستطیلی استفاده می شود.زمانی که موتور مقاومت متغیر R1 مطابق مدار در موقعیت پایین قرار دارد ترانزیستور VT1 بسته می شود.

ولتاژ روی کلکتور آن بالاست، در نتیجه ترانزیستور VT2 باز است، یعنی LED HL1 روشن است، افت ولتاژ روی مقاومت R3 ایجاد می شود.

برنج. 7. ماشه اشمیت ساده روی دو ترانزیستور.

با حرکت آهسته نوار لغزنده مقاومت متغیر به سمت بالا، می توان به لحظه ای رسید که ترانزیستور VT1 به طور ناگهانی باز می شود و VT2 بسته می شود. این زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ در پایه VT1 از افت ولتاژ در مقاومت R3 بیشتر شود.

LED خاموش خواهد شد. اگر پس از آن نوار لغزنده را به سمت پایین حرکت دهید، ماشه به موقعیت اصلی خود باز می گردد - LED چشمک می زند.این زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ روی نوار لغزنده کمتر از ولتاژ خاموش LED باشد.

مولتی ویبراتور در انتظار

چنین دستگاهی دارای یک حالت پایدار است و تنها زمانی که یک سیگنال ورودی اعمال می شود به حالت دیگر سوئیچ می کند.در این حالت، مولتی ویبراتور بدون توجه به مدت زمان ورودی، یک ضربه از مدت زمان خود تولید می کند. ما این را با انجام آزمایشی با طرح دستگاه پیشنهادی تأیید خواهیم کرد.

برنج. هشت مدارمولتی ویبراتور منتظر

در حالت اولیه، ترانزیستور VT2 باز است، LED HL1 روشن است. اکنون کافی است سوکت های X1 و X2 را برای مدت کوتاهی ببندید تا پالس جریان از طریق خازن C1 ترانزیستور VT1 را باز کند. ولتاژ روی کلکتور آن کاهش می یابد و خازن C2 با چنان قطبیتی به پایه ترانزیستور VT2 متصل می شود که بسته می شود. LED خاموش خواهد شد.

خازن شروع به تخلیه می کند، جریان تخلیه از طریق مقاومت R5 جریان می یابد و ترانزیستور VT2 را در حالت بسته نگه می دارد، به محض تخلیه خازن، ترانزیستور VT2 دوباره باز می شود و مولتی ویبراتور به حالت آماده به کار باز می گردد.

مدت زمان پالس تولید شده توسط مولتی ویبراتور (مدت زمان قرار گرفتن در حالت ناپایدار) به مدت زمان ماشه بستگی ندارد، بلکه توسط مقاومت مقاومت R5 و ظرفیت خازن C2 تعیین می شود.

اگر یک خازن با همان ظرفیت را به موازات C2 وصل کنید، LED دو برابر بیشتر خاموش می ماند.

آی. بوکومچف. R-06-2000.

ترانزیستورهای اثر میدانی در تمرین آماتورهای رادیویی مبتدی

این مقاله برای بخش "رادیو آماتور مبتدی" در نظر گرفته شده است. مدتها قبل از انتشار در مجله "رادیو" شماره 9 - 2007 مقاله V. Andryushkevich "اندازه گیری پارامترهای ترانزیستورهای اثر میدان" ، با هدایت همان اصول و وظایف ، دستگاهی شبیه به آنچه در شرح داده شده است ساختم. مقاله، اما، به نظر من، مدار بسیار ساده تر و از نظر فنی. من فکر می کنم آماتورهای رادیویی مبتدی از آن استقبال خواهند کرد. از سوی دیگر، دستگاه V. Andryushkevich دقیق تر و همه کاره تر است، که بر اساس یک عنصر مدرن تر، با خواص ارگونومیک خوب، به طور خلاصه - در سطح بالاتر ایجاد شده است.

در یک زمان، نویسنده با مشکل انتخاب ترانزیستورهای اثر میدان رایج (FET) برای نصب در مدارهای خاص تقویت کننده ها، دنبال کننده های منبع، میکسرها و غیره مواجه شد. : جریان تخلیه، ولتاژ قطع، شیب مشخصه.

اول، یک نظریه کوچک. این فقط برای کاربرد عملی بیشتر و درک عملکرد دستگاه ارائه شده است و نه بیشتر. بنابراین، فیزیک کار PT و برخی مفاد نظری حذف شده است. بر جنبه عملی مقررات قابل اجرا است که تأکید می شود. امیدوارم برای آماتورهای رادیویی مبتدی شرح کوتاهی از عملکرد دستگاه در ایجاد یک طراحی واقعی مفید و کاربردی باشد.

انتقال (کنترل) مشخصه ترانزیستورهای اثر میدانی با مدیریت p-n- انتقال

شکل زیر مداری را برای اندازه گیری جریان تخلیه ترانزیستور اثر میدان نشان می دهد. در نماد: دروازه - s، تخلیه - s، منبع - i. علاوه بر جریان تخلیه، مهمترین مشخصه FET ولتاژ قطع Uots است. این ولتاژ بین دروازه و منبع (Uz) است که در آن جریان تخلیه تقریباً 0 است، اگرچه معمولاً 10 μA در نظر گرفته می شود.

اگر Uzi برابر با 0 باشد، جریان تخلیه FET حداکثر خواهد بود و جریان اشباع یا جریان کامل نامیده می شود. باز کردن کانال، یا جریان تخلیه اولیه. با Ic.beginning مشخص می شود. (گاهی اوقات Ic.o).

اگر یک ولتاژ بایاس به گیت FET اعمال شود (این Uzi است، در شکل 1 این یک باتری 1.5 ولتی است)، و Uot روی آبسیسا، و Ic.begining روی اردینات منعکس می شود. و مقادیر دیگر جریان تخلیه در Uzi های مختلف (بایاس)، سپس می توانید یک منحنی به نام بسازید. مشخصه ولت آمپرجمعه بنابراین، همانطور که از نمودار مشاهده می شود، Ic به مقدار Uot بستگی دارد.

تعیین شیب مشخصه (S) با توجه به مدار مونتاژ شده (شکل 1) طبق فرمول انجام می شود:

S = Is.Beginning – Ic/Us.، که در آن Ic جریان تخلیه بهینه انتخاب شده است که در آن FET کار خواهد کرد.

در قسمت مستقیم آن که همیشه روی نمودار از 0 تا Uots./2 قرار دارد و فراخوانی می شود درجه دوم، جریان تخلیه Ic را انتخاب کنید، که در آن FET کارآمدترین کار را انجام می دهد و اعوجاج غیرخطی را وارد کار نمی کند. طرح استانداردتقویت کننده خطی (شکل 3). معمولاً این نیمی از بخش درجه دوم است: Ures./2، سپس Uzi تقریباً برابر با Ures./4 خواهد بود.

در عمل، Uzi برابر با افت ولتاژ در سراسر Rн (Uн) است. یعنی می توانید جریان بهینه Ic را از منحنی S انتخاب کنید و سپس Uzi را تعیین کنید (گراف های مربوطه در کتاب های مرجع وجود دارد - وابستگی S به Ic و Uzi و بالعکس). علاوه بر این، طبق قانون اهم، Rn را تعیین کنید، که باید در مدار منبع FET یک تقویت کننده خطی قرار گیرد. فرض کنید Ic = 6 میلی آمپر انتخاب شده است، در حالی که از داده های مشخصه S Uzi = Un = 0.7 v. سپس Rn \u003d Un / Ic \u003d 0.7 v / 0.006 A \u003d 116 اهم.

گزینه دیگری نیز امکان پذیر است: دانستن از ویژگی ها یا اندازه گیری های Uots. می توان Uzi (= 1/4 Uots.) را تعیین کرد و سپس طبق برنامه S، Ic و سپس مقدار Rн را تعیین کرد.

در یک تقویت کننده FET فعال، می توانید Un (افت ولتاژ در سراسر Rn) را بدون لحیم کاری اندازه گیری کنید و با دانستن مقدار Rn از مدار، Ic را محاسبه کنید. به عنوان مثال، Ic \u003d Un / Rn \u003d 0.7 v / 116 Ohm \u003d 0.006 A (6mA). با مقایسه داده های به دست آمده با جدول-گذرنامه می توان Rn را برای Ic بهینه انتخاب کرد.

تعریف Uots. طبق طرح شکل 4 امکان پذیر است.

از آنجایی که Ic به Uzi بستگی دارد، مشخصه S می تواند تغییر کند (تغییر). همچنین زمانی که PT در معرض دمای محیط قرار می گیرد تغییر می کند. برای رسیدن به یک نقطه حرارت پایدار، Uzi = Uots را انتخاب کنید. - 0.63 ولت در عمل، برای FET های واقعی در یک Uzi ثابت، Ic از 0.1 تا 0.5 میلی آمپر متغیر است (در ادبیات مرجع نمودارهای مربوط به این مشخصه انتقال وجود دارد).

در مورد مشخصات جریان-ولتاژ FET Usi در محدوده Usi.nas قرار دارد. - تخلیه ولتاژ اشباع - منبع، و معمولاً از 2 ولت تجاوز نمی کند (برای KP303 و گاهی اوقات برای سایر PT ها بیشتر). این ویژگی نامیده می شود مرخصی روزانه.

طرح و کار با دستگاه.

طرح واقعی دستگاه برای اندازه گیری پارامترهای FET با طرح های فوق برای اندازه گیری Ic و Uots تفاوتی ندارد. فقط این است که دستگاه همه کاره تر شده است، نوعی پایه برای اندازه گیری پارامترهای PT.

هنگامی که Ic شناخته می شود (مطلوب، بهینه، از دایرکتوری ها)، ابتدا Ic.nach تعیین می شود. برای انجام این کار، نوع کانال PT را با سوئیچ های SA2 و SA3 ("n - p channel") تنظیم کنید و سوئیچ SA4 ("پارامتر") را در موقعیت "Is.begin" تنظیم کنید. میکرو آمپرمتر (مولتی متر) به پایانه های XT2 متصل می شود. پس از اتصال PT به بلوک ترمینال XT4، دستگاه را روشن کنید، دکمه SB1 "Measurement" را فشار دهید و Ic را بخوانید.

در مرحله بعد، Ic با حرکت سوئیچ SA4 به موقعیت "IC" تعیین می شود. با این مقاومت R2 ("Set Uzi") Uots را (در مقیاس این مقاومت) تغییر دهید. از مقداری که در آن جریان تخلیه حداقل خواهد بود (حدود 10 μA) تا مقدار نزدیک به ¼ Uots. میکروآمپرمتر Ic را نشان می دهد: همراه با مقدار Uzi در نمودار، نقطه ای را در بخش درجه دوم منحنی تشکیل می دهند. سپس شیب مشخصه (S) PT محاسبه می شود:

S = Ic.beginning - Ic/Uzi، که در آن Uzi =1/4Uot.(نسبت انتخاب شده تجربی).

ابتدا می توانید Uots را تعیین کنید. (SA4 را در موقعیت مناسب قرار دهید)، این مقدار را بر 4 تقسیم کنید، Uzi را بدست آورید و پس از آن Ic را طبق برنامه زمان بندی کنید.

هنگام اندازه گیری Uot. (زمانی که مولتی متر به پایانه های ولت متر متصل است) مهم است، اگر از همان مولتی متر استفاده می کنید فراموش نکنید که پایانه های آمپرمتر XT2 میلی (میکرو) را با جامپر S1 ببندید.

Usi معمولا برابر با 10 v است. در دستگاه، شما می توانید آن را تغییر دهید، زیرا. کتاب های مرجع گاهی اوقات نمودارهای VAC را با ولتاژ متفاوت نشان می دهند. همین را می توان در مورد Uzi گفت - مقدار آن را می توان تغییر داد. برای این منظور از تثبیت کننده های ولتاژ مثبت و منفی قابل تنظیم استفاده می شود که برای تغذیه مدار تخلیه FET از 2 تا 15 ولت و مدار دروازه - از 0 تا -5 ولت استفاده می شود. گاهی اوقات هنگام اندازه گیری پارامترهای 2 گیت FET، نیاز به اعمال ولتاژ مثبت به گیت دوم است. برای این منظور کلید SA2.2 در دستگاه تعبیه شده است که قطبیت ولتاژ دریافتی از بایاس تثبیت کننده را به عکس تغییر می دهد. در واقع، این تنها دلیلی است که این سوئیچ با سوئیچ نوع کانال ترکیب نمی شود. ترمینال "K" روی نوار XT4 می تواند برای اتصال گیت دوم با سوئیچ کردن آن با خروجی تنظیم کننده ولتاژ بایاس (در نمودار نشان داده نشده است) استفاده شود (یا یک مورد اضافی نصب شود).

تنظیم کننده های ولتاژ باید کالیبره شوند - پس نیازی به استفاده از پایانه ها و دستگاه های اضافی برای اندازه گیری Usi و Uzi ندارید. برای اینکه پروب های مولتی متر در حین اندازه گیری ها تعویض نشوند، پایانه های XT2 و XT3 از طریق پل های دیودی مربوطه در مدار متصل می شوند و قطبیت ولتاژهای تغذیه توسط سوئیچ SA2 معکوس می شود. مقادیر خود ولتاژها باید همانطور که در کتابهای مرجع ذکر شده است تنظیم شوند.

شما اغلب می توانید در مورد خطر آسیب رساندن به PT توسط الکتریسیته ساکن ناشی از برق از طریق PSU (همچنین از آهن لحیم کاری، از دست، لباس و غیره) بشنوید. البته بهینه است که دستگاه را از Krona و یک عنصر نوع AA تغذیه کنید، در حالی که خطر آسیب به PT توسط استاتیک شبکه حداقل است. و اگر ولتاژ باتری های نشان داده شده برای اندازه گیری FET های کم مصرف کافی باشد، این کار باید انجام شود - این دو باتری را در دستگاه قرار دهید. از سوی دیگر، تجربه عملی من با دستگاه تولید شده هرگز منجر به آسیب به FET نشده است. واضح است که این کمک کرد خواص خاصطراحی و رعایت قوانین معمول هنگام کار با ترانزیستورهای اثر میدان. عایق در هم پیچی تفلون در ترانسفورماتور T1 استفاده می شود، برق به FET متصل به دستگاه در مدار از طریق دکمه SB1 "Measurement" تامین می شود. به هر حال، ترانسفورماتوری که از نظر ولتاژ روی سیم پیچ های ثانویه در دسترس ترین و مناسب ترین برای این دستگاه است TVK-70L2 است.

ساده‌ترین قانون این است که سیم‌های FET قبل و هنگام اتصال به پایانه‌های ابزار همیشه باید کوتاه باشند (چند دور سیم نازک قلع‌شده نرم در اطراف سیم‌های پایه ترانزیستور). در طول اندازه گیری، سیم، البته، حذف می شود.

این دستگاه در بدنه یک AVO-63 قدیمی نصب شده است، جایی که امکان قرار دادن منبع تغذیه و استفاده از سر اندازه گیری اشاره گر استاندارد وجود داشت. ظاهردستگاه در شکل 6 نشان داده شده است. خروجی های FET تحت آزمایش به کانکتور انتهای کابل کوتاه از واحد منبع تغذیه رایانه شخصی متصل می شود.

در پایان، لازم به ذکر است که طرح فوق یک جزم نیست و هنگامی که به یک دستگاه واقعی برای یک آماتور رادیویی ترجمه می شود، زمینه کاملی از امکانات و گزینه ها برای تغییر مدار و طراحی وجود دارد.

واسیلی کونوننکو (RA0CCN).

ترانزیستور وسیله ای نیمه هادی است که می تواند سیگنال های الکتریکی را تقویت، تبدیل و تولید کند. اولین ترانزیستور دوقطبی قابل کار در سال 1947 اختراع شد. ژرمانیوم به عنوان ماده ای برای ساخت آن عمل می کرد. و قبلاً در سال 1956 ترانزیستور سیلیکونی متولد شد.

در یک ترانزیستور دوقطبی، دو نوع حامل بار استفاده می شود - الکترون ها و سوراخ ها، به همین دلیل است که چنین ترانزیستورهایی دو قطبی نامیده می شوند. علاوه بر دوقطبی، ترانزیستورهای تک قطبی (میدان) وجود دارند که فقط از یک نوع حامل - الکترون ها یا حفره ها استفاده می کنند. این مقاله پوشش خواهد داد.

اکثر ترانزیستورهای سیلیکونی n-p-n هستند که این نیز به دلیل فناوری ساخت است، اگرچه ترانزیستورهای سیلیکونی نیز وجود دارند. نوع pnp، اما تعداد آنها نسبت به ساختارهای n-p-n کمی کمتر است. چنین ترانزیستورهایی به عنوان بخشی از جفت های مکمل (ترانزیستورهای رسانایی متفاوت با یکسان) استفاده می شوند پارامترهای الکتریکی). به عنوان مثال KT315 و KT361، KT815 و KT814 و در مراحل خروجی ترانزیستور UMZCH KT819 و KT818. در آمپلی فایرهای وارداتی، اغلب از یک جفت مکمل قدرتمند 2SA1943 و 2SC5200 استفاده می شود.

اغلب ترانزیستورهای ساختاری p-n-p را ترانزیستورهای هدایت مستقیم و ساختارها می نامند n-p-n معکوس. به دلایلی ، این نام تقریباً هرگز در ادبیات یافت نمی شود ، اما در دایره مهندسان رادیو و آماتورهای رادیویی همه جا از آن استفاده می شود ، همه بلافاصله متوجه می شوند که در مورد چیست. شکل 1 یک دستگاه شماتیک از ترانزیستورها و نمادهای گرافیکی مرسوم آنها را نشان می دهد.

تصویر 1.

ترانزیستورهای دوقطبی علاوه بر تفاوت در نوع رسانایی و مواد، بر اساس توان و فرکانس کاری طبقه بندی می شوند. اگر اتلاف توان در ترانزیستور از 0.3 وات تجاوز نکند، چنین ترانزیستوری کم مصرف در نظر گرفته می شود. در توان 0.3 ... 3 وات ترانزیستور را ترانزیستور توان متوسط ​​و در توان بیش از 3 وات توان بالا در نظر می گیرند. ترانزیستورهای مدرن قادرند توان چند ده و حتی صدها وات را از بین ببرند.

ترانزیستورها سیگنال های الکتریکی را به خوبی تقویت نمی کنند: با افزایش فرکانس، تقویت مرحله ترانزیستور کاهش می یابد و در یک فرکانس مشخص به طور کلی متوقف می شود. بنابراین، برای کار در محدوده فرکانس وسیع، ترانزیستورها با خواص فرکانس متفاوت تولید می شوند.

با توجه به فرکانس کاری، ترانزیستورها به فرکانس پایین تقسیم می شوند - فرکانس کاری بیش از 3 مگاهرتز نیست، فرکانس متوسط ​​- 3 ... 30 مگاهرتز، فرکانس بالا - بیش از 30 مگاهرتز. اگر فرکانس کاری بیش از 300 مگاهرتز باشد، اینها قبلاً ترانزیستورهای مایکروویو هستند.

به طور کلی، بیش از 100 پارامتر مختلف ترانزیستور در کتاب های مرجع ضخیم جدی آورده شده است، که همچنین نشان دهنده تعداد زیادی از مدل ها است. و تعداد ترانزیستورهای مدرن به حدی است که دیگر نمی توان آنها را به طور کامل در هیچ کتاب مرجعی قرار داد. و ترکیببه طور مداوم در حال افزایش است و به شما امکان می دهد تقریباً تمام وظایف تعیین شده توسط توسعه دهندگان را حل کنید.

مدارهای ترانزیستوری زیادی برای تقویت و تبدیل سیگنال های الکتریکی وجود دارد (فقط تعداد حداقل تجهیزات خانگی را به خاطر بسپارید)، اما با همه تنوع آنها، این مدارها از آبشارهای جداگانه تشکیل شده اند که بر پایه ترانزیستورها ساخته شده اند. برای دستیابی به تقویت سیگنال مورد نیاز، لازم است از چندین مرحله تقویت به صورت سری استفاده شود. برای درک نحوه عملکرد مراحل تقویت، باید با مدارهای سوئیچینگ ترانزیستور بیشتر آشنا شوید.

ترانزیستور به خودی خود نمی تواند چیزی را تقویت کند. خواص تقویت کننده آن در این واقعیت نهفته است که تغییرات کوچک در سیگنال ورودی (جریان یا ولتاژ) به دلیل مصرف انرژی از یک منبع خارجی منجر به تغییرات قابل توجهی در ولتاژ یا جریان در خروجی صحنه می شود. این ویژگی است که به طور گسترده در مدارهای آنالوگ - تقویت کننده ها، تلویزیون، رادیو، ارتباطات و غیره استفاده می شود.

برای ساده کردن ارائه، مدارهای مبتنی بر ترانزیستورهای ساختار n-p-n در اینجا در نظر گرفته می شوند. هر آنچه در مورد این ترانزیستورها گفته خواهد شد در مورد ترانزیستورهای p-n-p نیز صدق می کند. فقط کافی است قطبیت منبع تغذیه را معکوس کنید و در صورت وجود مدار کار به دست آورید.

در مجموع، سه مدار وجود دارد: یک مدار با یک امیتر مشترک (CE)، یک مدار با یک کلکتور مشترک (OC) و یک مدار با یک پایه مشترک (OB). تمام این طرح ها در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2.

اما قبل از اینکه به بررسی این مدارها بپردازید، باید با نحوه عملکرد ترانزیستور در حالت کلید آشنا شوید. این مقدمه باید درک آن را در حالت تقویت آسان‌تر کند. به یک معنا، مدار کلید را می توان نوعی مدار با MA در نظر گرفت.

عملکرد ترانزیستور در حالت کلید

قبل از مطالعه عملکرد ترانزیستور در حالت تقویت سیگنال، لازم به یادآوری است که ترانزیستورها اغلب در حالت کلیدی استفاده می شوند.

این حالت از کار ترانزیستور برای مدت طولانی مورد توجه بوده است. در شماره آگوست مجله "رادیو" در سال 1959، مقاله ای از G. Lavrov "Triode نیمه هادی در حالت کلید" منتشر شد. نویسنده مقاله تغییر مدت زمان پالس ها در سیم پیچ کنترل (OC) را پیشنهاد کرد. اکنون این روش تنظیم PWM نامیده می شود و اغلب استفاده می شود. نمودار مجله آن زمان در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3

اما حالت کلید نه تنها در سیستم های PWM استفاده می شود. اغلب یک ترانزیستور به سادگی چیزی را روشن و خاموش می کند.

در این مورد، یک رله می تواند به عنوان بار استفاده شود: یک سیگنال ورودی اعمال می شود - رله روشن است، نه - سیگنال رله خاموش می شود. لامپ ها اغلب به جای رله در حالت کلید استفاده می شوند. معمولاً این کار برای نشان دادن اینکه لامپ روشن یا خاموش است انجام می شود. نمودار چنین مرحله کلیدی در شکل 4 نشان داده شده است. مراحل کلیدی نیز برای کار با LED یا با اپتوکوپلرها استفاده می شود.

شکل 4

در شکل، آبشار توسط یک تماس معمولی کنترل می شود، اگرچه ممکن است یک ریزمدار دیجیتال یا به جای آن باشد. یک لامپ خودرو، برای روشن کردن داشبورد در Zhiguli استفاده می شود. باید به این واقعیت توجه داشت که 5 ولت برای کنترل استفاده می شود و ولتاژ کلکتور سوئیچ 12 ولت است.

هیچ چیز عجیبی در این وجود ندارد، زیرا ولتاژها در این مدار هیچ نقشی ندارند، فقط جریان ها مهم هستند. بنابراین، اگر ترانزیستور برای کار در چنین ولتاژهایی طراحی شده باشد، لامپ می تواند حداقل 220 ولت باشد. ولتاژ منبع کلکتور نیز باید با ولتاژ کاری بار مطابقت داشته باشد. با کمک چنین آبشارهایی، بار به آن متصل می شود ریز مدارهای دیجیتالیا میکروکنترلرها

در این طرح، جریان پایه جریان کلکتور را کنترل می کند که به دلیل انرژی منبع تغذیه، چندین ده یا حتی صدها برابر (بسته به بار کلکتور) بیشتر از جریان پایه است. به راحتی می توان متوجه شد که جریان افزایش یافته است. هنگامی که ترانزیستور در حالت کلید کار می کند، معمولاً برای محاسبه آبشار با مقداری که در کتاب های مرجع "افزایش جریان در حالت سیگنال بزرگ" نامیده می شود استفاده می شود - در کتاب های مرجع با حرف β نشان داده می شود. این نسبت جریان کلکتور است که توسط بار تعیین می شود به حداقل جریان پایه ممکن. در قالب یک فرمول ریاضی، به نظر می رسد: β = Ik / Ib.

برای اکثر ترانزیستورهای مدرن، ضریب β به اندازه کافی بزرگ است، به طور معمول، از 50 و بالاتر، بنابراین، هنگام محاسبه مرحله کلید، می توان آن را برابر با 10 در نظر گرفت. حتی اگر جریان پایه بزرگتر از با محاسبه یک، ترانزیستور بیشتر از این حالت، سپس و حالت کلید باز نمی شود.

برای روشن کردن لامپ نشان داده شده در شکل 3، Ib \u003d Ik / β \u003d 100mA / 10 \u003d 10mA، حداقل این است. با ولتاژ کنترل 5 ولت روی مقاومت پایه Rb، منهای افت ولتاژ در بخش B-E، 5 ولت - 0.6 ولت = 4.4 ولت باقی می ماند. مقاومت پایه مقاومت: 4.4 ولت / 10 میلی آمپر = 440 اهم خواهد بود. یک مقاومت با مقاومت 430 اهم از سری استاندارد انتخاب شده است. ولتاژ 0.6 ولت ولتاژ در محل اتصال B-E است و هنگام محاسبه نباید آن را فراموش کنید!

به طوری که پایه ترانزیستور هنگام باز شدن کنتاکت کنترل "آویزان در هوا" باقی نماند، اتصال B-E معمولاً با یک مقاومت Rbe شنت می شود که به طور قابل اعتماد ترانزیستور را می بندد. این مقاومت را نباید فراموش کرد، اگرچه به دلایلی در برخی مدارها وجود ندارد، که می تواند منجر به عملکرد نادرست مرحله نویز شود. در واقع، همه در مورد این مقاومت می دانستند، اما به دلایلی آنها را فراموش کردند و یک بار دیگر روی "راک" پا گذاشتند.

مقدار این مقاومت باید به گونه ای باشد که هنگام باز شدن کنتاکت، ولتاژ پایه کمتر از 0.6 ولت نباشد، در غیر این صورت آبشار غیر قابل کنترل خواهد بود. بخش B-Eفقط اتصال کوتاه در عمل، مقاومت Rbe با مقدار اسمی حدود ده برابر بیشتر از Rb تنظیم می شود. اما حتی اگر مقدار Rb 10Km باشد، مدار کاملاً قابل اعتماد کار می کند: پتانسیل های پایه و امیتر برابر خواهد بود که منجر به بسته شدن ترانزیستور می شود.

چنین آبشاری کلیدی، اگر در شرایط خوبی باشد، می‌تواند لامپ را با تابش کامل روشن کند یا آن را به طور کامل خاموش کند. در این حالت ترانزیستور می تواند کاملاً روشن (حالت اشباع) یا کاملاً بسته (حالت قطع) باشد. بلافاصله، به خودی خود، نتیجه گیری به خودی خود نشان می دهد که بین این حالت های "مرز" چنین چیزی وجود دارد که لامپ به صورت نیمه تمام می درخشد. آیا ترانزیستور در این حالت نیمه باز است یا نیمه بسته؟ مثل پر کردن یک لیوان است: یک خوش بین لیوان را نیمه پر می بیند، در حالی که یک بدبین نیمه خالی را می بیند. این حالت کار ترانزیستور تقویت کننده یا خطی نامیده می شود.

عملکرد ترانزیستور در حالت تقویت سیگنال

تقریباً تمام تجهیزات الکترونیکی مدرن از ریز مدارهایی تشکیل شده است که ترانزیستورها در آنها "پنهان" هستند. برای به دست آوردن بهره یا پهنای باند مورد نیاز، فقط کافی است حالت عملکرد تقویت کننده عملیاتی را انتخاب کنید. اما، با وجود این، آبشارهای روی ترانزیستورهای گسسته ("سست") اغلب استفاده می شود، و بنابراین درک عملکرد آبشار تقویت کننده به سادگی ضروری است.

رایج ترین اتصال ترانزیستور در مقایسه با OK و OB مدار امیتر مشترک (CE) است. دلیل این شیوع اول از همه افزایش ولتاژ و جریان بالا است. بالاترین بهره مرحله OE زمانی ایجاد می شود که نیمی از ولتاژ منبع تغذیه Epit/2 در بار کلکتور کاهش یابد. بر این اساس، نیمه دوم در طرح می افتد ترانزیستور K-E. این امر با تنظیم آبشار حاصل می شود که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. این حالت تقویت کلاس A نامیده می شود.

هنگامی که ترانزیستور با OE روشن می شود، سیگنال خروجی در کلکتور در آنتی فاز با سیگنال ورودی است. به عنوان معایب، می توان اشاره کرد که مقاومت ورودی OE کوچک است (بیش از چند صد اهم) و مقاومت خروجی در ده ها کیلو اهم است.

اگر در حالت سوئیچینگ، ترانزیستور با افزایش جریان در حالت سیگنال بزرگ β مشخص شود، در حالت تقویت از "بهره جریان در حالت سیگنال کوچک" استفاده می شود که در کتاب های مرجع h21e نشان داده شده است. این نامگذاری از نمایش ترانزیستور به شکل چهار قطبی گرفته شده است. حرف "e" نشان می دهد که اندازه گیری ها زمانی انجام شده است که ترانزیستور با یک امیتر مشترک روشن شده است.

ضریب h21e، به عنوان یک قاعده، تا حدودی بزرگتر از β است، اگرچه می توان از آن در محاسبات در اولین تقریب نیز استفاده کرد. با این حال، گسترش پارامترهای β و h21e حتی برای یک نوع ترانزیستور آنقدر زیاد است که محاسبات فقط تقریبی است. پس از چنین محاسباتی، به عنوان یک قاعده، لازم است که طرح را تنظیم کنید.

بهره ترانزیستور به ضخامت پایه بستگی دارد، بنابراین نمی توان آن را تغییر داد. از این رو تنوع زیادی در بهره ترانزیستورهایی که حتی از یک جعبه (بخوانید یک دسته) گرفته شده است. برای ترانزیستورهای کم مصرف، این ضریب از 100 ... 1000 و برای ترانزیستورهای قدرتمند 5 ... 200 است. هرچه پایه نازکتر باشد، ضریب آن بیشتر است.

ساده ترین مدار برای روشن کردن ترانزیستور OE در شکل 5 نشان داده شده است. این فقط یک قطعه کوچک از شکل 2 است که در قسمت دوم مقاله نشان داده شده است. به چنین مداری مدار جریان پایه ثابت می گویند.

شکل 5

طرح فوق العاده ساده است. سیگنال ورودی از طریق خازن جداکننده C1 به پایه ترانزیستور اعمال می شود و در حال تقویت، از طریق خازن C2 از کلکتور ترانزیستور گرفته می شود. هدف خازن ها محافظت از مدارهای ورودی در برابر مولفه ثابت سیگنال ورودی است (فقط کربن یا میکروفون الکترت) و پهنای باند لازم آبشار را فراهم می کند.

مقاومت R2 بار جمع کننده مرحله است و R1 یک بایاس DC را به پایه ارائه می کند. با کمک این مقاومت سعی می کنند ولتاژ کلکتور را Epit/2 کنند. این حالت نقطه کار ترانزیستور نامیده می شود، در این حالت بهره آبشار حداکثر است.

تقریباً مقاومت مقاومت R1 را می توان با یک فرمول ساده R1 ≈ R2 * h21e / 1.5 ... 1.8 تعیین کرد. ضریب 1.5…1.8 بسته به ولتاژ تغذیه جایگزین می شود: در ولتاژ پایین (نه بیشتر از 9 ولت)، مقدار ضریب بیش از 1.5 نیست و با شروع از 50 ولت، به 1.8…2.0 نزدیک می شود. اما، در واقع، فرمول آنقدر تقریبی است که اغلب باید مقاومت R1 انتخاب شود، در غیر این صورت مقدار مورد نیاز Epit / 2 در کلکتور به دست نمی آید.

مقاومت کلکتور R2 به عنوان شرط مشکل تنظیم می شود، زیرا جریان کلکتور و بهره آبشار به طور کلی به مقدار آن بستگی دارد: هر چه مقاومت مقاومت R2 بیشتر باشد، بهره بیشتر می شود. اما با این مقاومت باید مراقب باشید، جریان کلکتور باید کمتر از حداکثر مجاز باشد از این نوعترانزیستور

این طرح بسیار ساده است، اما این سادگی به آن خواص منفی می دهد و این سادگی هزینه دارد. اولاً، تقویت آبشار به نمونه خاص ترانزیستور بستگی دارد: من ترانزیستور را در حین تعمیر تعویض کردم - دوباره افست را انتخاب کنید، آن را به نقطه کار بیاورید.

ثانیاً از دمای محیط با افزایش دما جریان کلکتور معکوس Ico افزایش می یابد که منجر به افزایش جریان کلکتور می شود. و پس نیمی از ولتاژ تغذیه در کلکتور Epit / 2، همان نقطه عملیاتی کجاست؟ در نتیجه ترانزیستور حتی بیشتر گرم می شود و پس از آن از کار می افتد. برای خلاص شدن از شر این وابستگی، یا حداقل کاهش آن به حداقل، عناصر بازخورد منفی اضافی به آبشار ترانزیستور - OOS وارد می شوند.

شکل 6 مداری با ولتاژ بایاس ثابت را نشان می دهد.

شکل 6

به نظر می رسد که تقسیم کننده ولتاژ Rb-k، Rb-e بایاس اولیه مورد نیاز آبشار را فراهم می کند، اما در واقع، چنین آبشاری تمام معایب یک مدار جریان ثابت را دارد. بنابراین، مدار نشان داده شده فقط یک تغییر از مدار جریان ثابت نشان داده شده در شکل 5 است.

مدارهای با تثبیت حرارتی

در مورد استفاده از طرح های نشان داده شده در شکل 7 وضعیت تا حدودی بهتر است.

شکل 7

در یک مدار تثبیت شده توسط کلکتور، مقاومت بایاس R1 به منبع تغذیه متصل نیست، بلکه به کلکتور ترانزیستور متصل است. در این حالت، اگر جریان معکوس با افزایش دما افزایش یابد، ترانزیستور با شدت بیشتری باز می شود، ولتاژ کلکتور کاهش می یابد. این کاهش منجر به کاهش ولتاژ بایاس اعمال شده به پایه از طریق R1 می شود. ترانزیستور شروع به بسته شدن می کند، جریان کلکتور به مقدار قابل قبولی کاهش می یابد، موقعیت نقطه کار بازیابی می شود.

کاملاً واضح است که چنین معیاری از تثبیت منجر به کاهش مقداری در بهره آبشار می شود، اما این مهم نیست. تقویت از دست رفته، به عنوان یک قاعده، با افزایش تعداد مراحل تقویت اضافه می شود. اما چنین حفاظت محیطی به شما امکان می دهد تا محدوده دمای عملیاتی آبشار را به میزان قابل توجهی گسترش دهید.

مدار آبشار با تثبیت امیتر تا حدودی پیچیده تر است. خواص تقویت کننده چنین آبشاری ها در محدوده دمایی حتی گسترده تر از مدار تثبیت شده با کلکتور بدون تغییر باقی می ماند. یک چیز دیگر مزیت غیر قابل انکار، - هنگام تعویض ترانزیستور، نیازی به انتخاب مجدد حالت های عملکرد آبشار نیست.

مقاومت امیتر R4 که تثبیت دما را فراهم می کند، بهره آبشار را نیز کاهش می دهد. برای جریان مستقیم. به منظور از بین بردن تأثیر مقاومت R4 بر تقویت جریان متناوب، مقاومت R4 توسط خازن Ce شنت می شود که مقاومت کمی در برابر جریان متناوب نشان می دهد. مقدار آن توسط محدوده فرکانس تقویت کننده تعیین می شود. اگر این فرکانس ها در محدوده صوتی قرار داشته باشند، ظرفیت خازن می تواند از واحد تا ده ها و حتی صدها میکروفاراد باشد. برای فرکانس های رادیویی، این در حال حاضر صدم یا هزارم است، اما در برخی موارد مدار حتی بدون این خازن به خوبی کار می کند.

برای درک بهتر نحوه عملکرد تثبیت کننده امیتر، لازم است مدار روشن کردن ترانزیستور با کلکتور مشترک OK را در نظر بگیرید.

مدار جمع کننده مشترک (CC) در شکل 8 نشان داده شده است. این مدار قطعه ای از شکل 2 از قسمت دوم مقاله است که هر سه مدار سوئیچینگ ترانزیستور را نشان می دهد.

شکل 8

بار مرحله مقاومت امیتر R2 است، سیگنال ورودی از طریق خازن C1 تغذیه می شود و سیگنال خروجی از طریق خازن C2 گرفته می شود. در اینجا می توانید بپرسید که چرا این طرح OK نامیده می شود؟ از این گذشته ، اگر مدار OE را به خاطر بیاوریم ، به وضوح مشاهده می شود که امیتر به سیم مشترک مدار وصل شده است ، نسبت به آن سیگنال ورودی اعمال می شود و سیگنال خروجی حذف می شود.

در مدار OK کلکتور به سادگی به منبع تغذیه متصل می شود و در نگاه اول به نظر می رسد که ربطی به سیگنال ورودی و خروجی ندارد. اما در واقع منبع EMF (باتری برق) مقاومت داخلی بسیار کمی دارد؛ برای سیگنال، این عملاً یک نقطه است، همان تماس.

با جزئیات بیشتر، عملکرد مدار OK در شکل 9 قابل مشاهده است.

شکل 9

مشخص است که برای ترانزیستورهای سیلیکونی ولتاژ b-e انتقالدر محدوده 0.5 ... 0.7 ولت است، بنابراین می توانید آن را به طور متوسط ​​0.6 ولت دریافت کنید، اگر نمی خواهید محاسبات را با دقت دهم درصد انجام دهید. بنابراین، همانطور که در شکل 9 مشاهده می شود، ولتاژ خروجیهمیشه با مقدار Ub-e، یعنی همان 0.6 ولت، از ورودی کمتر خواهد بود. برخلاف مدار OE، این مدار سیگنال ورودی را معکوس نمی کند، به سادگی آن را تکرار می کند و حتی 0.6 ولت آن را کاهش می دهد. به این مدار پیرو امیتر نیز می گویند. چرا چنین طرحی مورد نیاز است، چه کاربردی دارد؟

مدار OK سیگنال جریان را h21e بار تقویت می کند، به این معنی که امپدانس ورودی مدار h21e برابر بیشتر از مقاومت در مدار امیتر است. به عبارت دیگر، بدون ترس از سوختن ترانزیستور، ولتاژ را مستقیماً به پایه (بدون مقاومت محدود کننده) اعمال کنید. به سادگی پایه پایه را بردارید و آن را به ریل برق +U وصل کنید.

امپدانس ورودی بالا به شما امکان می دهد یک منبع ورودی امپدانس بالا (امپدانس پیچیده) مانند پیکاپ پیزوالکتریک را متصل کنید. اگر چنین پیکاپی طبق طرح OE به آبشار متصل شود، امپدانس ورودی کم این آبشار به سادگی سیگنال پیکاپ را "فرود" می کند - "رادیو پخش نمی شود".

ویژگی متمایز مدار OK این است که جریان کلکتور Ik آن فقط به مقاومت بار و ولتاژ منبع سیگنال ورودی بستگی دارد. در این حالت، پارامترهای ترانزیستور اصلاً در اینجا نقشی ندارند. گفته می شود که چنین مدارهایی با فیدبک ولتاژ 100% پوشش داده می شوند.

همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است، جریان در بار امیتر (معروف به جریان امیتر) In = Ik + Ib. با در نظر گرفتن اینکه جریان پایه Ib نسبت به جریان کلکتور Ik ناچیز است، می توان فرض کرد که جریان بار برابر با جریان کلکتور In = Ik است. جریان در بار (Uin - Ube) / Rn خواهد بود. در این صورت فرض می کنیم که Ube شناخته شده است و همیشه برابر با 0.6 ولت است.

نتیجه این است که جریان کلکتور Ik = (Uin - Ube) / Rn فقط به ولتاژ ورودی و مقاومت بار بستگی دارد. مقاومت بار را می توان در محدوده وسیعی تغییر داد، با این حال، نیازی به غیرت خاصی نیست. از این گذشته ، اگر به جای Rn یک میخ بگذارید - یک صدم ، هیچ ترانزیستوری زنده نخواهد ماند!

مدار OK اندازه گیری ضریب انتقال جریان ساکن h21e را بسیار آسان می کند. نحوه انجام این کار در شکل 10 نشان داده شده است.

شکل 10.

ابتدا جریان بار را همانطور که در شکل 10a نشان داده شده است اندازه گیری کنید. در این حالت، همانطور که در شکل نشان داده شده است، نیازی به اتصال پایه ترانزیستور به جایی نیست. پس از آن، جریان پایه مطابق با شکل 10b اندازه گیری می شود. اندازه‌گیری‌ها در هر دو مورد باید در مقادیر یکسان انجام شود: آمپر یا میلی‌آمپر. ولتاژ منبع تغذیه و بار باید برای هر دو اندازه گیری ثابت بماند. برای پیدا کردن ضریب انتقال جریان ساکن، کافی است جریان بار را بر جریان پایه تقسیم کنید: h21e ≈ In / Ib.

لازم به ذکر است که با افزایش جریان بار، h21e تا حدودی کاهش می یابد و با افزایش ولتاژ تغذیه، افزایش می یابد. دنبال کننده های امیتر اغلب در یک پیکربندی فشار کش با استفاده از جفت ترانزیستورهای مکمل برای افزایش توان خروجی دستگاه ساخته می شوند. چنین دنبال کننده امیتر در شکل 11 نشان داده شده است.

شکل 11.

شکل 12.

گنجاندن ترانزیستورها طبق طرح با پایه مشترک ABOUT

چنین مداری فقط افزایش ولتاژ را فراهم می کند، اما دارای خواص فرکانس بهتری در مقایسه با مدار OE است: همان ترانزیستورها می توانند در فرکانس های بالاتر کار کنند. کاربرد اصلی مدار OB تقویت کننده های آنتن در محدوده UHF است. طرح تقویت کننده آنتندر شکل 12 نشان داده شده است.

الکترونیک همه جا ما را احاطه کرده است. اما تقریباً هیچ کس به این فکر نمی کند که این کل چگونه کار می کند. در واقع، همه چیز بسیار ساده است. این چیزی است که ما امروز سعی خواهیم کرد نشان دهیم. و بیایید با عنصر مهمی مانند ترانزیستور شروع کنیم. ما به شما خواهیم گفت که آن چیست، چه کاری انجام می دهد و یک ترانزیستور چگونه کار می کند.

ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور- یک دستگاه نیمه هادی که برای کنترل جریان الکتریکی طراحی شده است.

ترانزیستورها کجا استفاده می شوند؟ بله، همه جا! عملا هیچ فناوری مدرنی بدون ترانزیستور نمی تواند کار کند. مدار. آنها به طور گسترده در تولید فناوری رایانه، تجهیزات صوتی و تصویری استفاده می شوند.

زمان هایی که ریز مدارهای شوروی بزرگترین در جهان بودند، گذشته است و اندازه ترانزیستورهای مدرن بسیار کوچک است. بنابراین، کوچکترین دستگاه ها اندازه ای برابر با یک نانومتر دارند!

کنسول نانونشان دهنده قدری از مرتبه ده تا منهای توان نهم است.

با این حال، نمونه های غول پیکری وجود دارد که عمدتا در زمینه های انرژی و صنعت استفاده می شود.

وجود داشته باشد انواع متفاوتترانزیستورها: دو قطبی و قطبی، هدایت مستقیم و معکوس. اما عملکرد این دستگاه ها نیز بر اساس همین اصل است. ترانزیستور یک وسیله نیمه هادی است. همانطور که مشخص است، حامل های بار در یک نیمه هادی الکترون ها یا حفره ها هستند.

ناحیه ای که الکترون اضافی دارد با حرف مشخص می شود n(منفی)، و منطقه با رسانایی سوراخ پ(مثبت).

ترانزیستور چگونه کار می کند؟

برای اینکه همه چیز خیلی واضح باشد، کار را در نظر بگیرید ترانزیستور دوقطبی (محبوب ترین نوع).

(که از این پس به سادگی ترانزیستور نامیده می شود) یک کریستال نیمه هادی است (بیشتر استفاده می شود سیلیکونیا ژرمانیوم) به سه ناحیه با رسانایی الکتریکی متفاوت تقسیم می شود. مناطق بر این اساس نامگذاری می شوند گردآورنده, پایهو ساطع کننده. دستگاه ترانزیستور و نمایش شماتیک آن در شکل زیر نشان داده شده است.

ترانزیستورهای هدایت مستقیم و معکوس را جدا کنید. به ترانزیستورهای P-n-p ترانزیستورهای رسانای جلو می گویند و ترانزیستورهای NPN- از معکوس

حال در مورد اینکه دو حالت کار ترانزیستورها چیست. عملکرد ترانزیستور مشابه عملکرد شیر آب یا شیر است. فقط به جای آب - برق. دو حالت ترانزیستور امکان پذیر است - کار (ترانزیستور باز) و حالت استراحت (ترانزیستور بسته).

چه مفهومی داره؟ هنگامی که ترانزیستور بسته است، جریانی از آن عبور نمی کند. در حالت باز، هنگامی که یک جریان کنترل کوچک به پایه اعمال می شود، ترانزیستور باز می شود و جریان بزرگی شروع به عبور از امیتر-کلکتور می کند.

فرآیندهای فیزیکی در ترانزیستور

و حالا بیشتر در مورد اینکه چرا همه چیز به این شکل اتفاق می افتد، یعنی چرا ترانزیستور باز و بسته می شود. بیایید یک ترانزیستور دوقطبی بگیریم. بگذار باشد n-p-nترانزیستور

اگر یک منبع تغذیه را بین کلکتور و امیتر وصل کنید، الکترون های کلکتور شروع به جذب مثبت می کنند، اما جریانی بین کلکتور و امیتر وجود نخواهد داشت. این توسط لایه پایه و خود لایه امیتر جلوگیری می شود.

با این حال، اگر یک منبع اضافی بین پایه و امیتر متصل شود، الکترون‌های ناحیه n امیتر شروع به نفوذ به ناحیه پایه‌ها می‌کنند. در نتیجه، ناحیه پایه با الکترون‌های آزاد غنی می‌شود، که برخی از آنها با حفره‌ها دوباره ترکیب می‌شوند، برخی به مثبت پایه جریان می‌یابند و برخی (بیشتر) به سمت کلکتور می‌روند.

بنابراین، ترانزیستور باز می شود و جریان امیتر-کلکتور در آن جریان می یابد. اگر ولتاژ پایه افزایش یابد، جریان کلکتور-امیتر نیز افزایش می یابد. علاوه بر این، با یک تغییر کوچک در ولتاژ کنترل، افزایش قابل توجهی در جریان از طریق کلکتور-امیتر مشاهده می شود. بر این اثر است که عملکرد ترانزیستورها در تقویت کننده ها است.

به طور خلاصه، این کل نکته نحوه کار ترانزیستورها است. شما باید تقویت کننده قدرت را در ترانزیستورهای دوقطبی یک شبه محاسبه کنید یا انجام دهید کار آزمایشگاهیبرای مطالعه عملکرد ترانزیستور؟ اگر از کمک متخصصان خدمات دانشجویی ما استفاده کنید، حتی برای یک مبتدی هم مشکلی نیست.

با خیال راحت در مورد مسائل مهمی مانند مطالعه به دنبال کمک حرفه ای باشید! و اکنون که از قبل ایده ای در مورد ترانزیستور دارید، از شما دعوت می کنیم تا استراحت کنید و ویدیوی باند کورن "Twisted transistor" را تماشا کنید! به عنوان مثال، تصمیم به خرید یک گزارش تمرین، با کتاب مکاتبات تماس بگیرید.

در تمام آزمایشات، ترانزیستور KT315B، دیودهای D9B، لامپ های رشته ای مینیاتوری 2.5V x 0.068A استفاده می شود. هدفون - نوع TON-2 با مقاومت بالا. خازن متغیر - هر، با ظرفیت 15 ... 180 pF. باتری منبع تغذیه شامل دو باتری 4.5 ولت 3R12 است که به صورت سری به هم متصل شده اند. لامپ ها را می توان با سری LED نوع AL307A و یک مقاومت با مقدار اسمی 1 کیلو اهم جایگزین کرد.

آزمایش 1
نمودار الکتریکی (رساناها، نیمه هادی ها و عایق ها)

جریان الکتریکی حرکت هدایت شده الکترون ها از یک قطب به قطب دیگر تحت تأثیر ولتاژ (باتری 9 ولت) است.

همه الکترون ها بار منفی یکسانی دارند. اتم های مواد مختلف دارند عدد متفاوتالکترون ها بیشتر الکترون‌ها به اتم‌ها متصل هستند، اما الکترون‌های به اصطلاح «آزاد» یا ظرفیتی نیز وجود دارند. اگر ولتاژی به انتهای هادی اعمال شود، الکترون های آزاد شروع به حرکت به سمت قطب مثبت باتری می کنند.

در برخی از مواد، حرکت الکترون ها نسبتا آزاد است، به آنها رسانا می گویند. در برخی دیگر، حرکت دشوار است، آنها را نیمه هادی می نامند. ثالثاً، به طور کلی غیرممکن است، چنین موادی عایق یا دی الکتریک نامیده می شوند.

فلزات هستند هادی های خوبجاری. موادی مانند میکا، چینی، شیشه، ابریشم، کاغذ، پنبه عایق هستند.

نیمه هادی ها عبارتند از ژرمانیوم، سیلیکون و غیره این مواد زمانی تبدیل به هادی می شوند شرایط خاص. این خاصیت در تولید دستگاه های نیمه هادی - دیودها، ترانزیستورها استفاده می شود.

برنج. 1. تعیین رسانایی آب

این آزمایش عملکرد یک مدار الکتریکی ساده و تفاوت رسانایی بین هادی ها، نیمه هادی ها و دی الکتریک ها را نشان می دهد.

مدار را همانطور که در شکل نشان داده شده است جمع کنید. 1، و انتهای برهنه سیم ها را به جلوی تخته بیاورید. انتهای لخت را به هم وصل کنید، لامپ روشن می شود. این نشان می دهد که جریان الکتریکی از مدار عبور می کند.

با دو سیم می توانید رسانایی مواد مختلف را آزمایش کنید. برای تعیین دقیق رسانایی مواد خاص، ابزار خاصی مورد نیاز است. (با روشنایی لامپ فقط می توان تعیین کرد که ماده مورد مطالعه رسانای خوب یا بدی است.)

انتهای برهنه دو هادی را با فاصله کمی از یکدیگر به یک تکه چوب خشک وصل کنید. لامپ روشن نمی شود. این بدان معنی است که چوب خشک یک دی الکتریک است. اگر انتهای لخت دو هادی به آلومینیوم، مس یا فولاد متصل شود، لامپ می سوزد. این نشان می دهد که فلزات رسانای خوبی برای جریان الکتریکی هستند.

انتهای برهنه هادی ها را در یک لیوان آب شیر فرو کنید (شکل 1، a). لامپ روشن نمی شود. این بدان معنی است که آب رسانای جریان ضعیفی است. اگر کمی نمک به آب اضافه کنید و آزمایش را تکرار کنید (شکل 1، ب)، لامپ روشن می شود که نشان دهنده جریان جریان در مدار است.

مقاومت 56 اهم در این مدار و در تمام آزمایشات بعدی برای محدود کردن جریان در مدار عمل می کند.

آزمایش 2
عمل دیود

هدف از این آزمایش نشان دادن این است که یک دیود به خوبی در یک جهت هدایت می کند و در جهت مخالف هدایت نمی کند.

مدار را همانطور که در شکل نشان داده شده است جمع کنید. 2، الف. لامپ روشن خواهد شد. دیود را 180 درجه بچرخانید (شکل 2، ب). لامپ روشن نمی شود.

و اکنون بیایید سعی کنیم ماهیت فیزیکی آزمایش را درک کنیم.

برنج. 2. عمل یک دیود نیمه هادی در مدار الکترونیکی.

مواد نیمه هادی ژرمانیوم و سیلیکون هر کدام دارای چهار الکترون آزاد یا ظرفیتی هستند. اتم های نیمه هادی به کریستال های متراکم (شبکه کریستالی) متصل می شوند (شکل 3، a).

برنج. 3. شبکه کریستالی نیمه هادی ها.

اگر ناخالصی به نیمه هادی دارای چهار الکترون ظرفیت وارد شود، به عنوان مثال، آرسنیک، که دارای پنج الکترون ظرفیت است (شکل 3، b)، آنگاه الکترون پنجم در کریستال آزاد خواهد بود. چنین ناخالصی ها رسانایی الکترونیکی یا رسانایی نوع n را فراهم می کنند.

ناخالصی هایی که ظرفیت کمتری نسبت به اتم های نیمه هادی دارند، توانایی اتصال الکترون ها را به خود دارند. چنین ناخالصی ها رسانایی سوراخ یا p را ایجاد می کنند (شکل 3c).

برنج. 4. اتصالات pn در یک دیود نیمه هادی.

یک دیود نیمه هادی از اتصالی از مواد از نوع p و n (p-n-junction) تشکیل شده است (شکل 4، a). بسته به قطبیت ولتاژ اعمال شده، اتصال p-n می تواند (شکل 4، d) را تقویت کند یا از عبور جریان الکتریکی جلوگیری کند (شکل 4، ج). در مرز دو نیمه هادی، حتی قبل از اعمال ولتاژ خارجی، یک لایه الکتریکی باینری با میدان الکتریکی محلی با قدرت E 0 ایجاد می شود (شکل 4، b).

اگر از دیود عبور کنید جریان متناوب، سپس دیود فقط از نیمه موج مثبت عبور می کند (شکل 4 د) و منفی عبور نمی کند (شکل 4، ج را ببینید). بنابراین دیود AC را به DC تبدیل یا "تصحیح" می کند.

آزمایش 3
ترانزیستور چگونه کار می کند

این آزمایش به وضوح عملکرد اصلی ترانزیستور را که تقویت کننده جریان است نشان می دهد. یک جریان کوچک درایو در مدار پایه می تواند جریان زیادی را در مدار امیتر-کلکتور ایجاد کند. با تغییر مقاومت مقاومت پایه می توانید جریان کلکتور را تغییر دهید.

مدار را جمع کنید (شکل 5). مقاومت ها را به نوبه خود در مدار قرار دهید: 1 MΩ، 470 kΩ، 100 kΩ، 22 kΩ، 10 kΩ. ممکن است متوجه شوید که با مقاومت های 1 MΩ و 470 kΩ، نور روشن نمی شود. 100 کیلو اهم - لامپ به سختی می سوزد. 22 کیلو اهم - لامپ روشن تر می سوزد. هنگامی که یک مقاومت پایه 10 کیلو اهم متصل می شود، روشنایی کامل مشاهده می شود.

برنج. 6. ترانزیستور با ساختار n-p-n.

برنج. 7. ترانزیستور با ساختار p-n-p.

ترانزیستور در اصل دو دیود نیمه هادی است که دارای یک منطقه مشترک هستند - پایه. اگر در این مورد، ناحیه با رسانایی p مشترک باشد، ترانزیستوری با ساختار n-p-n به دست می آید (شکل 6). اگر ناحیه مشترک با رسانایی n باشد، ترانزیستور با ساختار p-n-p خواهد بود (شکل 7).

ناحیه ای از ترانزیستور که حامل های جریان را منتشر می کند (مهاجرت می کند) امیتر نامیده می شود. منطقه ای که حامل های جریان را جمع آوری می کند کلکتور نامیده می شود. ناحیه محصور بین این نواحی پایه نامیده می شود. انتقال بین امیتر و پایه را امیتر و بین پایه و کلکتور - کلکتور می نامند.

روی انجیر شکل 5 گنجاندن یک ترانزیستور از نوع n-p-n را در یک مدار الکتریکی نشان می دهد.

هنگامی که در مدار یک ترانزیستور از نوع گنجانده شود قطبیت p-n-pروشن کردن باتری B برعکس است.

برای جریان هایی که از ترانزیستور می گذرند، یک وابستگی وجود دارد

I e \u003d I b + I to

ترانزیستورها با افزایش جریان مشخص می شوند که با حرف β نشان داده می شود که نسبت افزایش جریان کلکتور به تغییر جریان پایه است.

مقدار β بسته به نوع ترانزیستور از چند ده تا چند صد واحد متغیر است.

آزمایش 4
خواص خازن

با مطالعه اصل عملکرد یک ترانزیستور، می توانید خواص یک خازن را نشان دهید. مدار را جمع کنید (شکل 8)، اما خازن الکترولیتی 100uF را وصل نکنید. سپس آن را برای مدتی به موقعیت A متصل کنید (شکل 8، a). لامپ روشن و خاموش می شود. این نشان می دهد که یک جریان شارژ خازن در مدار جریان داشته است. اکنون خازن را در موقعیت B قرار دهید (شکل 8، ب)، در حالی که با دستان خود به پایانه ها دست نزنید، در غیر این صورت ممکن است خازن تخلیه شود. لامپ روشن می شود و خاموش می شود، خازن تخلیه شده است. اکنون خازن را دوباره در موقعیت A قرار دهید. شارژ شده است. خازن را برای مدتی (10 ثانیه) روی مواد عایق کنار بگذارید، سپس آن را در موقعیت B قرار دهید. چراغ روشن و خاموش می شود. از این آزمایش می توان دریافت که خازن قادر به جمع آوری و ذخیره بار الکتریکی است برای مدت طولانی. بار انباشته شده به ظرفیت خازن بستگی دارد.

برنج. 8. طرحی که اصل خازن را توضیح می دهد.

برنج. 9. تغییر ولتاژ و جریان روی خازن در طول زمان.

خازن را با قرار دادن آن در موقعیت A شارژ کنید، سپس با اتصال هادی هایی با انتهای خالی به پایانه های خازن تخلیه کنید (هادی را توسط قسمت عایق نگه دارید!)، و آن را در موقعیت B قرار دهید. چراغ روشن نمی شود. همانطور که از این آزمایش مشاهده می شود، یک خازن شارژ شده به عنوان منبع تغذیه (باتری) در مدار پایه عمل می کند، اما پس از استفاده شارژ الکتریکیلامپ خاموش می شود روی انجیر 9 وابستگی به زمان را نشان می دهد: ولتاژ شارژ خازن. جریان شارژ در مدار

آزمایش 5
ترانزیستور به عنوان سوئیچ

مدار را مطابق شکل جمع کنید. 10، اما هنوز مقاومت R1 و ترانزیستور T1 را در مدار نصب نکنید. کلید B باید در نقاط A و E به مدار وصل شود تا نقطه اتصال مقاومت های R3، R1 را بتوان به یک سیم مشترک (شینه منفی برد مدار چاپی) بست.

برنج. 10. ترانزیستور در مدار مانند یک کلید کار می کند.

باتری را وصل کنید، لامپ در مدار کلکتور T2 روشن می شود. اکنون مدار را با کلید B ببندید. چراغ خاموش می شود، زیرا کلید نقطه A را به گذرگاه منفی متصل می کند و در نتیجه پتانسیل نقطه A و در نتیجه پتانسیل پایه T2 را کاهش می دهد. اگر سوئیچ به حالت اولیه خود برگردد، چراغ روشن می شود. حالا باتری را جدا کرده و T1 را وصل کنید، مقاومت R1 را وصل نکنید. باتری را وصل کنید، چراغ دوباره روشن می شود. مانند حالت اول، ترانزیستور T1 باز است و جریان الکتریکی از آن عبور می کند. اکنون یک مقاومت R1 (470 کیلو اهم) را در نقاط C و D قرار دهید. نور خاموش می شود. مقاومت را بردارید و لامپ دوباره روشن می شود.

هنگامی که ولتاژ در کلکتور T1 به صفر می رسد (زمانی که یک مقاومت 470 کیلو اهم نصب شده است)، ترانزیستور باز می شود. پایه ترانزیستور T2 از طریق T1 به باس منفی متصل می شود و T2 بسته است. لامپ خاموش می شود. بنابراین، ترانزیستور T1 به عنوان یک سوئیچ عمل می کند.

در آزمایشات قبلی از ترانزیستور به عنوان تقویت کننده استفاده می شد، اکنون به عنوان سوئیچ استفاده می شود.

احتمالات استفاده از ترانزیستور به عنوان کلید (سوئیچ) در آزمایشات 6 و 7 ارائه شده است.

آزمایش 6
زنگ خطر. هشدار

یکی از ویژگی های این مدار این است که ترانزیستور T1 که به عنوان کلید استفاده می شود توسط یک مقاومت نوری R2 کنترل می شود.

مقاومت نوری موجود در این کیت مقاومت خود را از 2 کیلو اهم در نور شدید به چند صد کیلو اهم در تاریکی تغییر می دهد.

مدار را مطابق شکل جمع کنید. 11. بسته به روشنایی اتاقی که در آن آزمایش را انجام می دهید، مقاومت R1 را انتخاب کنید تا لامپ به طور معمول بسوزد بدون اینکه مقاومت نوری را کم کند.

برنج. 11. طرح زنگ خطر. هشداربر اساس یک مقاومت نوری

وضعیت ترانزیستور T1 توسط یک تقسیم کننده ولتاژ متشکل از یک مقاومت R1 و یک مقاومت نوری R2 تعیین می شود.

اگر مقاومت نوری روشن باشد، مقاومت آن کم است، ترانزیستور T1 بسته است، جریانی در مدار جمع کننده آن وجود ندارد. وضعیت ترانزیستور T2 با اعمال پتانسیل مثبت توسط مقاومت های R3 و R4 به پایه T2 تعیین می شود. در نتیجه، ترانزیستور T2 باز می شود، جریان کلکتور جریان می یابد، چراغ روشن می شود.

هنگامی که مقاومت نوری تاریک می شود، مقاومت آن به شدت افزایش می یابد و زمانی که تقسیم کننده ولتاژی را به پایه T1 می دهد، به مقداری می رسد که برای باز کردن آن کافی است. ولتاژ در کلکتور T1 تقریباً به صفر می رسد ، از طریق مقاومت R4 ترانزیستور T2 را می بندد ، نور خاموش می شود.

عملاً در چنین مدارهایی می توان محرک های دیگری (زنگ، رله و ...) را در مدار کلکتور ترانزیستور T2 نصب کرد.

در این مدار و مدارهای بعدی می توان از مقاومت نوری از نوع SF2-9 یا مشابه آن استفاده کرد.

آزمایش 7
سوئیچ نور اتوماتیک

برخلاف آزمایش 6، در این آزمایشهنگامی که مقاومت نوری R1 کم نور می شود، نور روشن می شود (شکل 12).

برنج. 12. طرحی که به طور خودکار چراغ را روشن می کند.

هنگامی که نور به مقاومت نوری برخورد می کند، مقاومت آن به شدت کاهش می یابد که منجر به باز شدن ترانزیستور T1 و در نتیجه بسته شدن T2 می شود. لامپ روشن نمی شود.

در تاریکی، نور به طور خودکار روشن می شود.

از این خاصیت می توان برای روشن و خاموش کردن لامپ ها بسته به میزان نور استفاده کرد.

آزمایش 8
دستگاه سیگنال

ویژگی بارز این طرح حساسیت بالای آن است. در این آزمایش و تعدادی از آزمایشات بعدی، از اتصال ترکیبی ترانزیستورها (ترانزیستور کامپوزیت) استفاده می شود (شکل 13).

برنج. 13. دستگاه سیگنال دهی الکترونیکی.

اصل عملکرد این طرح با طرح تفاوتی ندارد. در مقدار مقاومت معینی از مقاومت های R1 + R2 و مقاومت مقاومت نوری R3، جریانی در مدار پایه ترانزیستور T1 جریان می یابد. یک جریان نیز در مدار کلکتور T1 جریان دارد، اما (3 برابر جریان پایه T1. بیایید فرض کنیم که (β = 100. تمام جریانی که از امیتر T1 می گذرد باید از اتصال امیتر-پایه T2 عبور کند. سپس جریان کلکتور T2 β برابر بیشتر از جریان کلکتور T1 است، جریان کلکتور T1 β برابر جریان پایه T1 است، جریان کلکتور T2 تقریبا 10000 برابر جریان پایه T1 است.بنابراین ترانزیستور کامپوزیت را می توان به عنوان یک ترانزیستور منفرد در نظر گرفت. با بهره بسیار بالا و حساسیت بالا ترانزیستور کامپوزیت این است که ترانزیستور T2 باید به اندازه کافی قدرتمند باشد، در حالی که ترانزیستور T1 که آن را کنترل می کند می تواند کم مصرف باشد، زیرا جریان عبوری از آن 100 برابر کمتر از جریان عبوری است. T2.

عملکرد مدار نشان داده شده در شکل. 13 با روشنایی اتاقی که آزمایش در آن انجام می شود تعیین می شود ، بنابراین مهم است که مقاومت R1 تقسیم کننده بازو را انتخاب کنید تا لامپ در اتاق روشن نسوزد ، اما هنگام مقاومت نوری بسوزد. با دست تاریک می‌شود، اتاق با پرده‌ها تاریک می‌شود یا اگر آزمایش در عصر انجام شود، نور خاموش می‌شود.

آزمایش 9
سنسور رطوبت

در این مدار (شکل 14) از ترانزیستور مرکب با حساسیت بالا نیز برای تعیین میزان رطوبت ماده استفاده می شود. بایاس پایه T1 توسط مقاومت R1 و دو هادی با انتهای خالی ارائه می شود.

مدار الکتریکی را با فشار ملایم انتهای لخت دو هادی با انگشتان هر دو دست، بدون اتصال آنها به یکدیگر، بررسی کنید. مقاومت انگشتان برای راه اندازی مدار کافی است و لامپ روشن می شود.

برنج. 14. طرح سنسور رطوبت. انتهای برهنه هادی ها به کاغذ لکه نفوذ می کنند.

حالا انتهای لخت را با فاصله حدود 1.5-2 سانتی متر از کاغذ لکه رد کنید، انتهای دیگر را مطابق شکل به نمودار وصل کنید. 14. سپس کاغذ لکه بین سیم ها را با آب مرطوب کنید. لامپ روشن می شود (در این حالت کاهش مقاومت به دلیل حل شدن نمک در کاغذ با آب رخ داده است.).

اگر کاغذ بلات با نمک آغشته شود، سپس خشک شود و آزمایش تکرار شود، کارایی آزمایش افزایش می یابد، انتهای هادی ها را می توان تا فاصله بیشتری از هم جدا کرد.

آزمایش 10
دستگاه سیگنال

این طرح مشابه طرح قبلی است، تنها تفاوت این است که لامپ هنگام روشن شدن مقاومت نوری روشن می شود و هنگامی که تاریک می شود خاموش می شود (شکل 15).

برنج. 15. دستگاه سیگنال دهی روی مقاومت نوری.

مدار به شرح زیر عمل می کند: با روشنایی معمولی مقاومت نوری R1، لامپ روشن می شود، زیرا مقاومت R1 کم است، ترانزیستور T1 باز است. هنگامی که چراغ خاموش می شود، لامپ خاموش می شود. نور چراغ قوه یا کبریت روشن باعث سوختن مجدد لامپ می شود. حساسیت مدار با افزایش یا کاهش مقاومت مقاومت R2 تنظیم می شود.

آزمایش 11
پیشخوان محصول

این آزمایش باید در یک اتاق نیمه تاریک انجام شود. در تمام مدت زمانی که نور روی مقاومت نوری می افتد، چراغ نشانگر L2 روشن است. اگر یک تکه مقوا را بین منبع نور قرار دهید (لامپ L1 و مقاومت نوری، لامپ L2 خاموش می شود. اگر مقوا را بردارید، لامپ L2 دوباره روشن می شود (شکل 16).

برنج. 16. شمارنده محصول.

برای موفقیت آمیز بودن آزمایش، لازم است مدار را تنظیم کنید، یعنی مقاومت مقاومت R3 را انتخاب کنید (مناسب ترین در این مورد 470 اهم است).

این طرح عملاً می تواند برای شمارش دسته ای از محصولات روی نوار نقاله مورد استفاده قرار گیرد. اگر منبع نور و مقاومت نوری به گونه ای قرار گیرند که دسته ای از محصولات از بین آنها عبور کند، مدار روشن و خاموش می شود، زیرا جریان نور با عبور محصولات قطع می شود. به جای چراغ نشانگر L2 از یک شمارنده مخصوص استفاده شده است.

آزمایش 12
انتقال سیگنال با استفاده از نور

برنج. 23. تقسیم کننده فرکانس در ترانزیستورها.

ترانزیستورهای T1 و T2 به نوبه خود باز می شوند. سیگنال کنترل به فلیپ فلاپ ارسال می شود. وقتی ترانزیستور T2 باز است، چراغ L1 خاموش است. لامپ L2 وقتی ترانزیستور T3 باز است روشن می شود. اما ترانزیستورهای T3 و T4 به نوبه خود باز و بسته می شوند، بنابراین لامپ L2 با هر سیگنال کنترلی ارسال شده توسط مولتی ویبراتور روشن می شود. بنابراین، فرکانس سوختن لامپ L2 2 برابر کمتر از فرکانس سوختن لامپ L1 است.

این خاصیت را می توان در یک اندام الکتریکی استفاده کرد: فرکانس تمام نت های اکتاو بالایی ارگ به نصف تقسیم می شود و یک تن یک اکتاو پایین تر ایجاد می شود. ممکن است این روند تکرار شود.

آزمایش 18
طرح "و" بر اساس واحدها

در این آزمایش از ترانزیستور به عنوان کلید و لامپ نشانگر خروجی استفاده می شود (شکل 24).

این مدار منطقی است. اگر پتانسیل بالایی در پایه ترانزیستور (نقطه C) وجود داشته باشد، لامپ روشن می شود.

فرض کنید نقاط A و B به گذرگاه منفی متصل نیستند، آنها پتانسیل بالایی دارند، بنابراین در نقطه C نیز پتانسیل بالایی وجود دارد، ترانزیستور باز است، چراغ روشن است.

برنج. 24. عنصر منطق 2 و روی ترانزیستور.

ما به صورت مشروط قبول می کنیم: پتانسیل بالا - منطقی "1" - چراغ روشن است. پتانسیل کم - منطقی "0" - چراغ خاموش است.

بنابراین، اگر در نقاط A و B "1" منطقی وجود داشته باشد، در نقطه C نیز "1" وجود خواهد داشت.

حالا نقطه A را به گذرگاه منفی وصل می کنیم. پتانسیل آن کم می شود (به "0" V کاهش می یابد). نقطه B پتانسیل بالایی دارد. از طریق مدار R3 - D1 - باتری جریان می یابد. بنابراین، در نقطه C یک پتانسیل کم یا "0" وجود خواهد داشت. ترانزیستور بسته است، چراغ خاموش است.

بیایید نقطه B را به زمین وصل کنیم. اکنون جریان از مدار R3 - D2 - باتری عبور می کند. پتانسیل در نقطه C کم است، ترانزیستور بسته است، چراغ خاموش است.

اگر هر دو نقطه به زمین متصل باشند، در نقطه C نیز پتانسیل پایینی وجود خواهد داشت.

مدارهای مشابه را می توان در یک آزمایشگر الکترونیکی و دیگر مدارهای منطقی استفاده کرد، جایی که سیگنال خروجی تنها در صورتی خواهد بود که سیگنال های همزمان در دو یا چند کانال ورودی وجود داشته باشد.

حالت های مدار ممکن در جدول نشان داده شده است.

جدول حقیقت مدار AND

آزمایش 19
طرح "یا" بر اساس واحدها

این طرح برعکس طرح قبلی است. برای اینکه در نقطه C "0" وجود داشته باشد، لازم است که در نقاط A و B نیز "0" وجود داشته باشد، یعنی نقاط A و B باید به گذرگاه منفی متصل شوند. در این حالت، ترانزیستور بسته می شود، نور خاموش می شود (شکل 25).

اگر اکنون فقط یکی از نقاط، A یا B، به گذرگاه منفی وصل شده باشد، در نقطه C همچنان سطح بالایی وجود دارد، یعنی "1"، ترانزیستور باز است، چراغ روشن است.

برنج. 25. عنصر منطقی 2OR روی ترانزیستور.

هنگام اتصال نقطه B به گذرگاه منفی، جریان از R2، D1 و R3 عبور می کند. هیچ جریانی از دیود D2 عبور نمی کند، زیرا برای رسانایی در جهت مخالف روشن می شود. در نقطه C، حدود 9 ولت وجود خواهد داشت. ترانزیستور باز است، چراغ روشن است.

حالا نقطه A را به گذرگاه منفی وصل می کنیم. جریان از R1، D2، R3 عبور خواهد کرد. ولتاژ در نقطه C حدود 9 ولت خواهد بود، ترانزیستور باز است، چراغ روشن است.

یا جدول حقیقت مدار

آزمایش 20
مدار "نه" (اینورتر)

این آزمایش عملکرد یک ترانزیستور را به عنوان یک اینورتر نشان می دهد - دستگاهی که می تواند قطبیت سیگنال خروجی را نسبت به ورودی به مخالف تغییر دهد. در آزمایش‌ها، ترانزیستور بخشی از مدارهای منطقی موجود نبود، فقط برای روشن کردن لامپ کار می‌کرد. اگر نقطه A به یک اتوبوس منفی متصل شود، پتانسیل آن به "0" کاهش می یابد، ترانزیستور بسته می شود، نور خاموش می شود، در نقطه B پتانسیل بالایی وجود دارد. این به معنای "1" منطقی است (شکل 26).

برنج. 26. ترانزیستور مانند یک اینورتر کار می کند.

اگر نقطه A به گذرگاه منفی متصل نباشد، یعنی در نقطه A - "1"، ترانزیستور باز است، چراغ روشن است، ولتاژ در نقطه B نزدیک به "0" است یا این "0" منطقی است. ".

در این آزمایش ترانزیستور است بخشی جدایی ناپذیرمدار منطقی و می تواند برای تبدیل مدار OR به مدار NOR و مدار AND به مدار NAND استفاده شود.

جدول حقیقت مدار نیست

آزمایش 21
طرح "AND-NOT"

این آزمایش دو آزمایش را ترکیب می کند: 18 - طرح AND و 20 - طرح NOT (شکل 27).

این مدار مشابه مدار عمل می کند و بر اساس ترانزیستور "1" یا "0" را تشکیل می دهد.

برنج. 27. عنصر منطقی 2I-NOT در ترانزیستور.

ترانزیستور به عنوان یک اینورتر استفاده می شود. اگر "1" روی پایه ترانزیستور ظاهر شود، نقطه خروجی "0" است و بالعکس.

اگر پتانسیل های نقطه D با پتانسیل های نقطه C مقایسه شوند، می توان دریافت که آنها معکوس هستند.

جدول حقیقت مدار NAND

آزمایش 22
طرح "یا نه"

این آزمایش دو آزمایش را ترکیب می کند: - مدار OR و - مدار NOT (شکل 28).

برنج. 28. عنصر منطقی 2OR-NOT روی ترانزیستور.

مدار دقیقاً مانند آزمایش 20 عمل می کند (یک "0" یا "1" بر اساس ترانزیستور تولید می شود). تنها تفاوت این است که ترانزیستور به عنوان یک اینورتر استفاده می شود: اگر "1" در ورودی ترانزیستور باشد، "0" در خروجی آن است و بالعکس.

جدول حقیقت مدار NOR

آزمایش 23
طرح "AND-NOT"، مونتاژ شده روی ترانزیستورها

این مدار از دو مدار منطقی NOT تشکیل شده است که کلکتورهای ترانزیستور آن ها در نقطه C به هم متصل شده اند (شکل 29).

اگر هر دو نقطه A و B به گذرگاه منفی متصل شوند، پتانسیل آنها برابر "0" می شود. ترانزیستورها بسته می شوند، پتانسیل بالایی در نقطه C وجود خواهد داشت، لامپ روشن نمی شود.

برنج. 29. عنصر منطقی 2I-NOT.

اگر فقط نقطه A به گذرگاه منفی متصل باشد، در نقطه B منطقی "1"، T1 بسته است، و T2 باز است، جریان جمع کننده جریان می یابد، چراغ روشن است، در نقطه C منطقی "0".

اگر نقطه B به گذرگاه منفی متصل شود، خروجی نیز "0" خواهد بود، چراغ روشن می شود، در این حالت T1 باز است، T2 بسته است.

و در نهایت، اگر نقاط A و B منطقی "1" باشند (به گذرگاه منفی متصل نباشند)، هر دو ترانزیستور باز هستند. در کلکتورهای آنها "0"، جریان از هر دو ترانزیستور عبور می کند، چراغ روشن است.

جدول حقیقت مدار NAND

آزمایش 24
سنسور و آمپلی فایر تلفن

در طرح تجربی، از هر دو ترانزیستور به عنوان تقویت کننده استفاده می شود سیگنال های صوتی(شکل 30).

برنج. 30. سنسور تلفن القایی.

سیگنال ها با کمک یک سیم پیچ القایی L گرفته شده و به پایه ترانزیستور T1 وارد می شوند، سپس تقویت می شوند و به تلفن وارد می شوند. پس از اتمام مونتاژ مدار روی برد، میله فریت را در نزدیکی تلفن، عمود بر سیم های ورودی قرار دهید. سخنرانی شنیده خواهد شد.

در این طرح و در آینده از یک میله فریت با قطر 8 میلی متر و طول 100-160 میلی متر با نام تجاری 600NN به عنوان سیم پیچ القایی L استفاده می شود. سیم پیچ شامل تقریباً 110 دور سیم عایق مسی با قطر 0.15..0.3 میلی متر، نوع PEL یا PEV است.

آزمایش 25
تقویت کننده میکروفون

اگر یک تلفن اضافی در دسترس باشد (شکل 31)، می توان از آن به جای سلف در آزمایش قبلی استفاده کرد. در نتیجه یک تقویت کننده میکروفون حساس خواهیم داشت.

برنج. 31. آمپلی فایر میکروفون.

در داخل مدار مونتاژ شدهشما می توانید شباهتی از یک دستگاه ارتباطی دو طرفه دریافت کنید. تلفن 1 می تواند به عنوان دستگاه گیرنده (اتصال در نقطه A) و تلفن 2 به عنوان دستگاه خروجی (اتصال در نقطه B) استفاده شود. در این حالت باید انتهای دوم هر دو تلفن به باس منفی متصل شود.

آزمایش 26
آمپلی فایر برای بازیکن

با کمک آمپلی فایر گرامافون (شکل 32) می توانید بدون برهم زدن آرامش اطرافیان خود به ضبط ها گوش دهید.

مدار از دو مرحله تقویت صدا تشکیل شده است. سیگنال ورودی سیگنالی است که از پیکاپ می آید.

برنج. 32. آمپلی فایر برای پخش کننده.

در نمودار، حرف A نشان دهنده سنسور است. این سنسور و خازن C2 یک تقسیم کننده ولتاژ خازنی برای کاهش حجم اولیه هستند. خازن تریمر C3 و خازن C4 تقسیم کننده ولتاژ ثانویه هستند. C3 صدا را کنترل می کند.

آزمایش 27
"ویولن الکترونیکی"

در اینجا مدار مولتی ویبراتور برای ساخت موسیقی الکترونیک است. طرح مشابه است. تفاوت اصلی این است که مقاومت بایاس پایه ترانزیستور T1 متغیر است. یک مقاومت 22 کیلو اهم (R2) که به صورت سری با یک مقاومت متغیر متصل شده است، حداقل مقاومت بایاس پایه T1 را فراهم می کند (شکل 33).

برنج. 33. مولتی ویبراتور برای ایجاد موسیقی.

آزمایش 28
آژیر مورس چشمک زن

در این مدار، مولتی ویبراتور برای تولید پالس با فرکانس تن. وقتی مدار روشن می شود لامپ روشن می شود (شکل 34).

گوشی در این مدار از طریق خازن C4 و باس منفی برد به مدار بین کلکتور ترانزیستور T2 متصل می شود.

برنج. 34. ژنراتور برای یادگیری کد مورس.

با این طرح می توانید یادگیری کد مورس را تمرین کنید.

اگر از تن صدا راضی نیستید خازن های C2 و C1 را عوض کنید.

آزمایش 29
مترونوم

مترونوم وسیله ای برای تنظیم ریتم (تمپو) به عنوان مثال در موسیقی است. برای این اهداف، قبلاً از مترونوم آونگی استفاده می شد که هم به صورت بصری و هم سمعی سرعت را نشان می داد.

در این طرح، این عملکردها توسط یک مولتی ویبراتور انجام می شود. فرکانس تمپو تقریباً 0.5 ثانیه است (شکل 35).

برنج. 35. مترونوم.

به لطف تلفن و چراغ نشانگر، شنیدن و احساس بصری ریتم تنظیم شده امکان پذیر است.

آزمایش 30
دستگاه هشدار خودکار با تنظیم مجدد خودکار

این مدار (شکل 36) استفاده از یک ویبراتور را نشان می دهد که عملکرد آن در آزمایش 14 توضیح داده شده است. در حالت اولیه، ترانزیستور T1 باز است و T2 بسته است. در اینجا از گوشی به عنوان میکروفون استفاده می شود. سوت زدن به میکروفون (شما فقط می توانید روی آن باد کنید) یا ضربه های ملایم یک جریان متناوب را در مدار میکروفون تحریک می کند. سیگنال های منفی که به پایه ترانزیستور T1 می رسند، آن را می بندند و بنابراین ترانزیستور T2 را باز می کنند، جریانی در مدار کلکتور T2 ظاهر می شود و لامپ روشن می شود. در این زمان، خازن C1 از طریق مقاومت R1 شارژ می شود. ولتاژ خازن شارژ شده C2 ​​برای باز کردن ترانزیستور T1 کافی است، یعنی مدار به طور خود به خود به حالت اولیه خود باز می گردد، در حالی که نور خاموش می شود. زمان سوختن لامپ حدود 4 ثانیه است. اگر خازن های C2 و C1 تعویض شوند، زمان سوختن لامپ به 30 ثانیه افزایش می یابد. اگر مقاومت R4 (1 کیلو اهم) با 470 کیلو اهم جایگزین شود، زمان از 4 به 12 ثانیه افزایش می یابد.

برنج. 36. دستگاه سیگنال دهی صوتی.

این آزمایش را می توان به عنوان یک ترفند ارائه کرد که می تواند در حلقه دوستان نشان داده شود. برای این کار باید یکی از میکروفون های گوشی را بردارید و زیر برد نزدیک لامپ قرار دهید تا سوراخ روی برد با مرکز میکروفون منطبق شود. حالا اگر روی سوراخ تخته باد کنید، به نظر می رسد که دارید روی یک لامپ می دمید و بنابراین روشن می شود.

آزمایش 31
زنگ با تنظیم مجدد دستی

این مدار (شکل 37) در اصل مشابه مدار قبلی است، تنها با این تفاوت که هنگام سوئیچ، مدار به طور خودکار به مدار باز نمی گردد. حالت اولیهو این کار با استفاده از سوئیچ B انجام می شود.

برنج. 37. دستگاه سیگنال دهی صوتی با تنظیم مجدد دستی.

حالت آمادگی مدار یا حالت اولیه زمانی خواهد بود که ترانزیستور T1 باز باشد، T2 بسته باشد، لامپ خاموش باشد.

سوت نوری به میکروفون سیگنالی می دهد که ترانزیستور T1 را خاموش می کند و ترانزیستور T2 را باز می کند. چراغ سیگنال روشن می شود. تا زمانی که ترانزیستور T2 بسته شود می سوزد. برای انجام این کار، لازم است که پایه ترانزیستور T2 را با استفاده از کلید B به باس منفی ("زمین") متصل کنید. سایر محرک ها مانند رله ها را می توان به مدارهای مشابه متصل کرد.

آزمایش 32
گیرنده آشکارساز ساده

برای یک آماتور رادیویی مبتدی، طراحی گیرنده های رادیویی باید با ساده ترین ساختارها شروع شود، به عنوان مثال، با یک گیرنده آشکارساز، که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 38.

گیرنده آشکارساز به شرح زیر عمل می کند: امواج الکترومغناطیسی ارسال شده به هوا توسط ایستگاه های رادیویی، عبور از آنتن گیرنده، القاء ولتاژ در آن با فرکانس متناظر با فرکانس سیگنال ایستگاه رادیویی. ولتاژ القایی وارد مدار ورودی L, C1 می شود. به عبارت دیگر، این مدار را رزونانس می نامند، زیرا از قبل با فرکانس ایستگاه رادیویی مورد نظر تنظیم شده است. در مدار تشدید، سیگنال ورودی ده برابر تقویت می شود و سپس به آشکارساز تغذیه می شود.

برنج. 38. گیرنده آشکارساز.

آشکارساز بر روی یک دیود نیمه هادی مونتاژ می شود که برای تصحیح سیگنال مدوله شده عمل می کند. قطعه فرکانس پایین (صوتی) از هدفون عبور می کند و بسته به نوع انتقال آن ایستگاه رادیویی، گفتار یا موسیقی را می شنوید. جزء فرکانس بالا سیگنال شناسایی شده، با دور زدن هدفون، از خازن C2 به زمین می گذرد. ظرفیت خازن C2 درجه فیلتر شدن جزء فرکانس بالا سیگنال شناسایی شده را تعیین می کند. معمولاً ظرفیت خازن C2 به گونه ای انتخاب می شود که نشان دهنده مقاومت زیادی برای فرکانس های صوتی باشد و مقاومت آن برای قطعه فرکانس بالا کم باشد.

به عنوان یک خازن C1، می توانید از هر خازن کوچکی استفاده کنید ظرفیت متغیربا محدودیت های اندازه گیری 10 ... 200 pF. AT این سازندهبرای تنظیم مدار از یک خازن تنظیم سرامیکی از نوع KPK-2 با ظرفیت 25 تا 150 pF استفاده می شود.

سلف L دارای پارامترهای زیر است: تعداد چرخش - 10 ± 110، قطر سیم - 0.15 میلی متر، نوع - PEV-2، ​​قطر قاب مواد عایق - 8.5 میلی متر.

آنتن

گیرنده ای که به درستی مونتاژ شده است، بلافاصله هنگامی که یک آنتن خارجی به آن متصل می شود، شروع به کار می کند، که یک قطعه سیم مسی به قطر 0.35 میلی متر، به طول 15-20 متر است که بر روی عایق ها در ارتفاع معینی از سطح زمین آویزان شده است. هر چه آنتن بالاتر از سطح زمین باشد، دریافت سیگنال های رادیویی بهتر خواهد بود.

زمین

در صورت اتصال زمین به گیرنده، صدای دریافت افزایش می یابد. سیم زمین باید کوتاه و مقاومت کمی داشته باشد. انتهای آن به یک لوله مسی متصل است که به عمق زمین می رود.

آزمایش 33
گیرنده آشکارساز با تقویت کننده فرکانس پایین

این مدار (شکل 39) مشابه مدار گیرنده آشکارساز قبلی است، تنها با این تفاوت که ساده ترین تقویت کنندهفرکانس پایین، مونتاژ شده روی ترانزیستور T. تقویت کننده فرکانس پایین برای افزایش قدرت سیگنال های شناسایی شده توسط دیود عمل می کند. نمودار تنظیم مدار نوسانیاز طریق خازن C2 (0.1 uF) به دیود متصل می شود و مقاومت R1 (100 کیلو اهم) بایاس ثابتی را برای دیود فراهم می کند.

برنج. 39. گیرنده آشکارساز با ULF تک مرحله ای.

برای کارکرد عادی ترانزیستور از منبع تغذیه 9 ولت استفاده می شود.مقاومت R2 به منظور تامین ولتاژ پایه ترانزیستور برای ایجاد حالت لازم برای عملکرد آن ضروری است.

برای این مدار، مانند آزمایش قبلی، یک آنتن خارجی و زمین مورد نیاز است.

آزمایش 34

گیرنده ترانزیستور ساده

گیرنده (شکل 40) با قبلی متفاوت است زیرا به جای دیود D، یک ترانزیستور نصب شده است که به طور همزمان هم به عنوان آشکارساز نوسانات فرکانس بالا و هم به عنوان تقویت کننده فرکانس پایین کار می کند.

برنج. 40. گیرنده ترانزیستوری تک.

تشخیص سیگنال فرکانس بالا در این گیرنده در قسمت پایه-امیتر انجام می شود، بنابراین چنین گیرنده ای به آشکارساز (دیود) خاصی نیاز ندارد. ترانزیستور با مدار نوسانی مانند مدار قبلی از طریق یک خازن 0.1 μF متصل شده و در حال جدا شدن است. خازن C3 برای فیلتر کردن جزء فرکانس بالا سیگنال است که توسط ترانزیستور نیز تقویت می شود.

آزمایش 35
گیرنده احیا کننده

در این گیرنده (شکل 41) از بازسازی برای بهبود حساسیت و انتخاب مدار استفاده می شود. این نقش توسط سیم پیچ L2 انجام می شود. ترانزیستور در این مدار کمی متفاوت از مدار قبلی روشن می شود. ولتاژ سیگنال از مدار ورودی به پایه ترانزیستور تغذیه می شود. ترانزیستور سیگنال را شناسایی و تقویت می کند. جزء فرکانس بالا سیگنال بلافاصله وارد خازن فیلتر C3 نمی شود، بلکه ابتدا از سیم پیچ بازخورد L2 عبور می کند که روی همان هسته با سیم پیچ حلقه L1 قرار دارد. با توجه به اینکه سیم پیچ ها روی یک هسته قرار می گیرند، یک اتصال القایی بین آنها وجود دارد و بخشی از ولتاژ تقویت شده سیگنال فرکانس بالا از مدار کلکتور ترانزیستور دوباره وارد مدار ورودی گیرنده می شود. با اتصال صحیح انتهای سیم پیچ کوپلینگ L2، ولتاژ بازخوردی که به دلیل جفت القایی به مدار L1 عرضه می شود، همزمان با سیگنالی که از آنتن می آید، همزمان می شود و سیگنال همانطور که بود افزایش می یابد. این باعث افزایش حساسیت گیرنده می شود. با این حال، با یک جفت القایی بزرگ، چنین گیرنده ای می تواند به یک ژنراتور نوسانی بدون میرا تبدیل شود و یک سوت تند در تلفن ها شنیده می شود. برای از بین بردن تحریک بیش از حد، لازم است درجه اتصال بین سیم پیچ های L1 و L2 کاهش یابد. این امر یا با برداشتن سیم پیچ ها از یکدیگر و یا با کاهش تعداد چرخش سیم پیچ L2 به دست می آید.

برنج. 41. گیرنده احیا کننده.

ممکن است اتفاق بیفتد که بازخورد اثر مورد نظر را نداشته باشد و دریافت ایستگاه هایی که قبلاً به خوبی شنیده می شدند، هنگام معرفی بازخورد، به طور کلی متوقف شود. این نشان می دهد که به جای یک بازخورد مثبت، یک بازخورد منفی شکل گرفته است و انتهای سیم پیچ L2 باید تعویض شود.

در فواصل کوتاه از ایستگاه رادیویی، گیرنده توصیف شده بدون آن به خوبی کار می کند آنتن خارجی، در هر آنتن مغناطیسی.

اگر صدای ایستگاه رادیویی کم است، همچنان باید یک آنتن خارجی را به گیرنده وصل کنید.

گیرنده با یک آنتن فریت باید طوری نصب شود که امواج الکترومغناطیسی که از ایستگاه رادیویی می آیند بزرگترین سیگنال را در سیم پیچ مدار نوسانی ایجاد کنند. بنابراین، هنگامی که سیگنال ایستگاه رادیویی را با کمک یک خازن متغیر تنظیم کردید، در صورت ضعیف بودن صدا، مدار را بچرخانید تا سیگنال های تلفن را با صدای مورد نیاز دریافت کنید.

آزمایش 36
گیرنده احیا کننده دو ترانزیستوری

این مدار (شکل 42) با مدار قبلی تفاوت دارد زیرا از یک تقویت کننده فرکانس پایین مونتاژ شده روی ترانزیستورهای T2 استفاده می کند.

با کمک یک گیرنده احیا کننده دو ترانزیستوری می توانید تعداد زیادی ایستگاه رادیویی را دریافت کنید.

برنج. 42. گیرنده احیا کننده با تقویت کننده فرکانس پایین.

اگرچه این کیت (مجموعه شماره 2) فقط دارای یک سیم پیچ موج بلند است، اما در هنگام استفاده از سیم پیچ های تنظیم مناسب، مدار می تواند بر روی امواج متوسط ​​و کوتاه کار کند. شما می توانید آنها را خودتان بسازید.

آزمایش 37
"جهت یاب"

طرح این آزمایش مشابه طرح آزمایش 36 بدون آنتن و زمین است.

به یک ایستگاه رادیویی قدرتمند متصل شوید. تخته را در دستان خود بگیرید (باید افقی باشد) و بچرخانید تا صدا (سیگنال) ناپدید شود یا حداقل به حداقل برسد. در این موقعیت، محور فریت دقیقاً به سمت فرستنده است. اگر اکنون برد را 90 درجه بچرخانید، سیگنال ها به وضوح قابل شنیدن خواهند بود. اما به طور دقیق تر، مکان ایستگاه رادیویی را می توان با روش نموداری - ریاضی و با استفاده از قطب نما برای تعیین زاویه در آزیموت تعیین کرد.

برای انجام این کار، شما باید جهت فرستنده را از موقعیت های مختلف - A و B بدانید (شکل 43، a).

فرض کنید در نقطه A هستیم، جهت فرستنده را تعیین کردیم، 60 درجه است. حال بیایید در حالی که فاصله AB را اندازه گیری می کنیم به نقطه B برویم. بیایید جهت دوم محل فرستنده را تعیین کنیم، 30 درجه است. محل تلاقی دو جهت محل ایستگاه فرستنده است.

برنج. 43. طرح جهت یابی ایستگاه رادیویی.

اگر نقشه ای با موقعیت مکانی روی آن دارید ایستگاه های پخش، یعنی توانایی تعیین دقیق مکان شما.

در ایستگاه A تنظیم کنید، اجازه دهید در زاویه 45 درجه باشد، و سپس در ایستگاه B تنظیم کنید. آزیموت آن مثلاً 90 درجه است. با توجه به این زوایا، خطوطی را روی نقشه از طریق نقاط A و B بکشید، تقاطع آنها موقعیت شما را نشان می دهد (شکل 43، ب).

به همین ترتیب کشتی ها و هواپیماها در روند حرکت جهت گیری می کنند.

کنترل زنجیر

برای اینکه مدارها در طول آزمایش ها به طور قابل اعتماد کار کنند، باید مطمئن شوید که باتری شارژ شده است، تمام اتصالات تمیز هستند و تمام مهره ها به طور ایمن پیچ شده اند. سیم های باتری باید به درستی وصل شوند. هنگام اتصال، لازم است به شدت قطبیت خازن های الکترولیتی و دیودها را رعایت کنید.

بررسی کامپوننت

دیودها را می توان در: ترانزیستور - در; خازن های الکترولیتی (10 و 100 میکروفاراد) - ج. هدفون را می توان با اتصال آن به باتری نیز بررسی کرد - صدای "ترق" در گوشی شنیده می شود.