몇 가지 계획이 주어집니다. 간단한 장치그리고 초보 무선 아마추어가 만들 수 있는 노드.
단일 스테이지 AF 증폭기
이것은 트랜지스터의 증폭 기능을 보여줄 수있는 가장 간단한 디자인입니다.사실, 전압 이득은 작습니다-6을 초과하지 않으므로 그러한 장치의 범위가 제한됩니다.
그럼에도 불구하고 감지기 라디오 수신기(10kΩ 저항이 장착되어 있어야 함)에 연결할 수 있으며 BF1 헤드폰을 사용하여 지역 라디오 방송국의 전송을 들을 수 있습니다.
증폭된 신호는 입력 소켓 X1, X2에 공급되고 공급 전압(이 저자의 다른 모든 설계에서와 같이 6V - 전압이 1.5V인 4개의 갈바니 셀이 직렬로 연결됨)이 X3에 공급됩니다. , X4 소켓.
분배기 R1R2는 트랜지스터 베이스의 바이어스 전압을 설정하고 저항 R3은 전류 피드백을 제공하여 증폭기의 온도 안정화에 기여합니다.
쌀. 1. 트랜지스터의 단일 스테이지 AF 증폭기 계획.
안정화는 어떻게 이루어지나요? 온도의 영향으로 트랜지스터의 콜렉터 전류가 증가했다고 가정하면 저항 R3 양단의 전압 강하가 증가합니다. 결과적으로 이미 터 전류가 감소하여 컬렉터 전류가 원래 값에 도달합니다.
증폭 단계의 부하는 60 .. 100 Ohms의 저항을 가진 헤드폰입니다. 앰프의 작동을 확인하는 것은 어렵지 않습니다. X1 입력 잭을 터치해야 합니다. 예를 들어 교류 픽업의 결과로 전화기의 핀셋으로 약한 버즈가 들려야 합니다. 트랜지스터의 컬렉터 전류는 약 3mA입니다.
다른 구조의 트랜지스터에 대한 2단 초음파 주파수 변환기
그것은 단계와 깊은 네거티브 DC 피드백 사이의 직접 결합으로 설계되어 모드를 온도와 무관하게 만듭니다. 환경. 온도 안정화의 기본은 이전 설계의 저항 R3과 유사하게 작동하는 저항 R4입니다.
증폭기는 단일 단계에 비해 더 "민감"합니다. 전압 이득은 20에 도달합니다. 입력 잭에 공급할 수 있습니다. 교류 전압진폭이 30mV 이하인 경우 헤드폰에서 왜곡이 들립니다.
핀셋(또는 손가락)으로 X1 입력 잭을 터치하여 증폭기를 확인합니다. 큰 소리. 증폭기는 약 8mA의 전류를 소비합니다.
쌀. 2. 트랜지스터의 2단 AF 증폭기 구조 다른 구조.
이 디자인은 마이크와 같은 약한 신호를 증폭하는 데 사용할 수 있습니다. 그리고 물론, 검출기 수신기의 부하에서 가져온 신호(34)를 크게 증폭합니다.
동일한 구조의 트랜지스터에 2단 초음파 주파수 변환기
여기서 캐스케이드 간의 직접 연결도 사용되지만 작동 모드의 안정화는 이전 설계와 다소 다릅니다.
트랜지스터 VT1의 콜렉터 전류가 감소했다고 가정합니다.이 트랜지스터의 전압 강하가 증가하여 트랜지스터 VT2의 이미 터 회로에 포함 된 저항 R3의 전압이 증가합니다.
저항 R2를 통한 트랜지스터의 연결로 인해 입력 트랜지스터의 기본 전류가 증가하여 컬렉터 전류가 증가합니다. 결과적으로 이 트랜지스터의 컬렉터 전류의 초기 변화가 보상됩니다.
쌀. 3. 동일한 구조의 트랜지스터에 대한 2단 AF 증폭기의 구조.
증폭기의 감도는 매우 높습니다. 이득은 100에 도달합니다. 이득은 커패시터 C2의 커패시턴스에 크게 의존합니다. 끄면 이득이 감소합니다. 입력 전압은 2mV를 넘지 않아야 합니다.
증폭기는 일렉트릿 마이크 및 기타 소스가 있는 감지기 수신기와 잘 작동합니다. 약한 신호. 증폭기가 소비하는 전류는 약 2mA입니다.
다른 구조의 트랜지스터로 만들어지며 약 10의 전압 이득을 갖습니다. 가장 높은 입력 전압은 0.1V가 될 수 있습니다.
첫 번째 2 단계 증폭기는 VT1 트랜지스터에 조립되고 두 번째는 VT2 및 VTZ에 서로 다른 구조로 조립됩니다. 첫 번째 단계는 전압 측면에서 신호(34)를 증폭하고 두 반파는 동일합니다. 두 번째 것은 전류 신호를 증폭하지만 VT2 트랜지스터의 캐스케이드는 양의 반파로 "작동"하고 VТЗ 트랜지스터에서는 음의 반파로 "작동"합니다.
쌀. 4. 트랜지스터의 AF 전력 증폭기 푸시풀.
DC 모드는 두 번째 단계의 트랜지스터 이미터 접합점의 전압이 전원 전압의 약 절반이 되도록 선택됩니다.
이것은 저항 R2를 켜서 달성됩니다. 피드백다이오드 VD1을 통해 흐르는 입력 트랜지스터의 컬렉터 전류는 전압 강하를 유발합니다. 출력 트랜지스터 베이스의 바이어스 전압(이미터 대비) - 증폭된 신호의 왜곡을 줄일 수 있습니다.
부하(병렬 연결된 여러 헤드폰 또는 동적 헤드)는 산화물 커패시터 C2를 통해 증폭기에 연결됩니다.
증폭기가 동적 헤드(저항 8 -.10 옴)에서 작동하는 경우 이 커패시터의 커패시턴스는 최소 2배는 커야 하지만 부하 출력은 더 낮아야 합니다.
이것은 소위 전압 부스트 회로로, 출력 트랜지스터의 기본 회로에 작은 양의 피드백 전압이 공급되어 트랜지스터의 작동 조건을 균일화합니다.
2단계 전압 표시기
이러한 장치를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 배터리의 "고갈"을 나타내거나 가정용 테이프 레코더에서 재생된 신호의 레벨을 나타내기 위해. 표시기의 레이아웃을 통해 작동 원리를 보여줄 수 있습니다.
쌀. 5. 2 단계 전압 표시기의 계획.
다이어그램에 따라 가변 저항 R1 엔진의 아래쪽 위치에서 두 트랜지스터가 모두 닫히고 LED HL1, HL2가 꺼집니다. 저항의 슬라이더를 위로 움직이면 저항의 전압이 증가합니다. 트랜지스터 VT1의 개방 전압에 도달하면 HL1 LED가 깜박입니다.
계속해서 엔진을 움직이면. 다이오드 VD1 다음에 트랜지스터 VT2가 열리는 순간이 올 것입니다. HL2 LED도 깜박입니다. 즉, 표시기 입력의 낮은 전압으로 인해 HL1 LED만 빛나고 두 LED보다 더 많이 켜집니다.
점차적으로 입력 전압 감소 가변 저항기, HL2 LED가 먼저 꺼진 다음 HL1이 꺼집니다. LED의 밝기는 저항이 증가하고 밝기가 감소함에 따라 제한 저항 R3 및 R6에 따라 달라집니다.
표시기를 실제 장치에 연결하려면 전원의 양극 와이어에서 가변 저항의 상단 단자를 분리하고 이 저항의 극단에 제어된 전압을 인가해야 합니다. 엔진을 움직여 표시기의 임계값이 선택됩니다.
전원의 전압만 모니터링할 경우 HL2 대신 AL307G 녹색 LED를 설치할 수 있습니다.
그것은 규범보다 더 적은 - 규범 - 규범보다 더 많은 원칙에 따라 광 신호를 제공합니다. 이를 위해 표시기는 2개의 빨간색 LED와 1개의 녹색 LED를 사용합니다.
쌀. 6. 3단계 전압 표시기.
가변 저항 R1 엔진의 특정 전압에서(전압은 정상임) 두 트랜지스터가 모두 닫히고 (작동) 녹색 LED HL3. 저항 슬라이더를 회로 위로 이동하면 전압이 증가하고(정상보다 높음) 트랜지스터 VT1이 열립니다.
LED HL3이 꺼지고 HL1이 켜집니다. 엔진이 아래로 내려가서 전압이 감소하면('정상보다 낮음') 트랜지스터 VT1이 닫히고 VT2가 열립니다. 다음 그림이 관찰됩니다. 먼저 HL1 LED가 꺼진 다음 불이 켜지고 곧 HL3이 꺼지고 마지막으로 HL2가 깜박입니다.
표시기의 감도가 낮기 때문에 한 LED의 소멸에서 다른 LED의 점화로 원활하게 전환됩니다. 예를 들어 HL1은 아직 완전히 꺼지지 않았지만 HL3은 이미 켜져 있습니다.
슈미트 트리거
아시다시피 이 장치는 일반적으로 천천히 변화하는 전압을 직사각형 신호로 변환하는 데 사용되며 회로에 따라 가변 저항 R1의 엔진이 낮은 위치에 있을 때 트랜지스터 VT1이 닫힙니다.
컬렉터의 전압이 높기 때문에 트랜지스터 VT2가 열려 HL1 LED가 켜지고 저항 R3에 전압 강하가 형성됩니다.
쌀. 7. 두 개의 트랜지스터에서 간단한 슈미트 트리거.
가변 저항 슬라이더를 회로 위로 천천히 움직이면 트랜지스터 VT1이 갑자기 열리고 VT2가 닫히는 순간에 도달할 수 있습니다.이는 VT1 베이스의 전압이 저항 R3의 전압 강하를 초과할 때 발생합니다.
LED가 꺼집니다. 그 후 슬라이더를 아래로 움직이면 트리거가 원래 위치로 돌아가고 LED가 깜박입니다. 슬라이더의 전압이 LED 꺼짐 전압보다 낮을 때 발생합니다.
멀티 바이브레이터 대기 중
이러한 장치는 하나의 안정된 상태를 가지며 입력 신호가 인가될 때만 다른 상태로 전환되며, 이 경우 멀티 바이브레이터는 입력 지속 시간에 관계없이 지속 시간의 임펄스를 생성합니다. 제안된 장치의 레이아웃을 실험하여 이를 검증할 것입니다.
쌀. 여덟. 회로도대기 멀티 바이브레이터.
초기 상태에서 트랜지스터 VT2가 열리고 LED HL1이 켜집니다. 이제 커패시터 C1을 통한 전류 펄스가 트랜지스터 VT1을 열도록 소켓 X1과 X2를 잠시 닫는 것으로 충분합니다. 컬렉터의 전압이 감소하고 커패시터 C2는 트랜지스터 VT2의베이스에 연결되어 닫힐 극성입니다. LED가 꺼집니다.
커패시터가 방전되기 시작하면 방전 전류가 저항 R5를 통해 흐르고 트랜지스터 VT2는 닫힌 상태로 유지됩니다. 커패시터가 방전되면 트랜지스터 VT2가 다시 열리고 멀티 바이브레이터는 대기 모드로 돌아갑니다.
멀티 바이브레이터에 의해 생성되는 펄스의 지속 시간(불안정한 상태에 있는 지속 시간)은 트리거 지속 시간에 의존하지 않고 저항 R5의 저항과 커패시터 C2의 커패시턴스에 의해 결정됩니다.
동일한 용량의 커패시터를 C2와 병렬로 연결하면 LED가 2배 더 오래 꺼진 상태로 유지됩니다.
I. 보콤체프. R-06-2000.
초보자 무선 아마추어의 전계 효과 트랜지스터
이 문서는 "초보자 라디오 아마추어" 섹션을 위한 것입니다. V. Andryushkevich가 "전계 효과 트랜지스터의 매개 변수 측정"이라는 기사의 "Radio"No. 9-2007 저널에 등장하기 훨씬 전에 동일한 원칙과 작업에 따라 다음에서 설명한 것과 유사한 장치를 만들었습니다. 기사이지만 내 생각에는 훨씬 간단한 회로와 기술적으로. 초보 라디오 아마추어들이 좋아할 것 같아요. 반면에 V. Andryushkevich의 장치는 더 정확하고 다재다능하며 더 현대적인 요소 기반으로 만들어졌으며 인체 공학적 특성이 우수합니다. 즉, 더 높은 수준입니다.
한 번에 저자는 증폭기, 소스 팔로워, 믹서 등의 특정 회로에 설치하기 위해 공통 전계 효과 트랜지스터(FET)를 선택하는 문제에 직면했습니다. 라디오 아마추어의 실습에서 가장 일반적으로 사용되는 매개변수를 측정하기 위한 결합 장치 : 드레인 전류, 차단 전압, 특성 기울기.
먼저, 약간의 이론. 이는 장치 작동에 대한 추가적인 실제 적용 및 이해를 위해서만 제공되며 더 이상은 제공되지 않습니다. 따라서 PT 작업의 물리학 및 일부 이론적 조항은 생략됩니다. 강조점은 적용 가능한 조항의 실제적인 측면에 있습니다. 초보자 무선 아마추어에게 장치 작동에 대한 간단한 설명이 실제 디자인을 만드는 데 유용하고 적용할 수 있기를 바랍니다.
전계 효과 트랜지스터의 전달(제어) 특성 p-n 관리- 이행.
아래 그림은 전계 효과 트랜지스터의 드레인 전류를 측정하는 회로를 보여줍니다. 표기법: 게이트 - s, 드레인 - s, 소스 - i. 드레인 전류 외에도 FET의 가장 중요한 특성은 차단 전압 Uots입니다. 이것은 게이트와 소스 사이의 전압(Uz)으로 드레인 전류는 거의 0이지만 일반적으로 10μA로 간주됩니다.
Uzi가 0이면 FET의 드레인 전류가 최대가 되며 포화 전류 또는 전체 전류라고 합니다. 열린 채널, 또는 초기 드레인 전류. Ic.beginning으로 표시됩니다. (때로는 Ic.o).
FET 게이트에 바이어스 전압을 인가하면(그림 1에서 Uzi, 1.5v 배터리) Uot가 가로축에 반영되고 Ic.가 세로축에 반영됩니다. 다른 Uzi(바이어스)에서 드레인 전류의 다른 값, 다음이라는 곡선을 만들 수 있습니다. 볼트-암페어 특성금 따라서 그래프에서 알 수 있듯이 Ic는 Uot 값에 따라 달라집니다.
조립된 회로(그림 1)에 따른 특성 기울기(S)의 결정은 다음 공식에 따라 수행됩니다.
S = 시작 – Ic/Us., 여기서 Ic는 FET가 작동할 선택된 최적의 드레인 전류입니다.
직선 섹션에서 언제나 0에서 Uots./2까지의 그래프에 있으며 호출됩니다. 이차, FET가 가장 효율적으로 작동하고 작업에 비선형 왜곡을 도입하지 않는 드레인 전류 Ic를 선택하십시오. 표준 체계선형 증폭기(그림 3). 일반적으로 이것은 2차 단면의 절반인 Ures./2이고 Uzi는 Ures./4와 거의 같습니다.
실제로 Uzi는 Rн(Uн) 양단의 전압 강하와 같습니다. 즉, S 곡선에서 최적의 전류 Ic를 선택한 다음 Uzi를 결정할 수 있습니다. 또한, 옴의 법칙에 따라 선형 증폭기의 FET의 소스 회로에 배치되어야 하는 Rn을 결정합니다. Ic = 6mA가 선택되고 S-특성 Uzi = Un = 0.7 v의 데이터에서 선택되었다고 가정합니다. 그런 다음 Rn \u003d Un / Ic \u003d 0.7 v / 0.006 A \u003d 116 Ohm입니다.
또 다른 옵션도 가능합니다. Uots의 특성 또는 측정값을 통해 알 수 있습니다. Uzi(= 1/4 Uots.)를 결정한 다음 S 스케줄에 따라 Ic를 결정한 다음 Rн의 값을 결정할 수 있습니다.
작동하는 FET 증폭기에서 납땜 없이 Un(Rn에 걸친 전압 강하)를 측정할 수 있으며 회로의 Rn 값을 알고 있으면 Ic를 계산할 수 있습니다. 예를 들어, Ic \u003d Un / Rn \u003d 0.7 v / 116 Ohm \u003d 0.006 A (6mA). 얻은 데이터를 테이블 여권과 비교하여 최적의 IC에 대해 Rn을 선택할 수 있습니다.
Uot의 정의. 그림 4의 방식에 따라 가능합니다.
Ic는 Uzi에 의존하므로 S-특성이 변경(이동)될 수 있습니다. PT가 주변 온도에 노출될 때도 변경됩니다. 열 안정점에 도달하려면 Uzi = Uots를 선택하십시오. - 0.63v. 실제로, 고정 Uzi에서 실제 FET의 경우 Ic는 0.1~0.5mA로 다양합니다(참고 문헌에는 이 전달 특성의 해당 그래프가 있습니다).
FET의 전류-전압 특성에서 Usi는 Usi.nas까지의 범위에 있습니다. - 포화 전압 드레인 - 소스이며 일반적으로 2v를 초과하지 않습니다(KP303의 경우, 때로는 다른 PT의 경우 더 높음). 이 기능은 휴일.
장치를 계획하고 작업하십시오.
FET의 매개 변수를 측정하기 위한 장치의 실제 구성은 Ic 및 Uot를 측정하기 위한 위의 구성과 다르지 않습니다. PT 매개변수를 측정하기 위한 일종의 스탠드인 장치가 더욱 다재다능해졌습니다.
Ic가 알려지면(디렉토리에서 원하는, 최적의) Ic.nach가 먼저 결정됩니다. 이렇게 하려면 스위치 SA2 및 SA3("n - p 채널")으로 PT 채널 유형을 설정하고 스위치 SA4("매개변수")는 "Is.begin" 위치로 설정합니다. 마이크로 전류계(멀티미터)는 XT2 단자에 연결됩니다. PT를 XT4 터미널 블록에 연결하고 장치를 켜고 SB1 "측정" 버튼을 누르고 Ic를 읽습니다.
다음으로, 스위치 SA4를 "Ic" 위치로 이동함으로써 Ic가 결정된다. 이 저항 R2("Set Uzi")를 사용하면(이 저항의 눈금에 따라) Uot가 변경됩니다. 드레인 전류가 최소가 되는 값(약 10μA)에서 ¼ Uots에 가까운 값까지. 마이크로 전류계는 Ic를 표시합니다. 그래프의 Uzi 값과 함께 곡선의 2차 단면에 점을 형성합니다. 그런 다음 PT의 특성(S)의 기울기가 계산됩니다.
S = Ic.beginning - Ic/Uzi, 여기서 Uzi = 1/4Uot.(경험적으로 선택된 비율).
먼저 Uots를 결정할 수 있습니다. (적절한 위치의 스위치 SA4), 이 값을 4로 나누어 Uzi를 얻은 다음 일정에 따라 Ic를 구합니다.
Uot를 측정할 때. (멀티미터가 전압계의 단자에 연결될 때) 중요합니다. 동일한 멀티미터를 사용하는 경우 점퍼 S1으로 XT2 밀리(마이크로) 전류계의 단자를 닫는 것을 잊지 마십시오.
Usi는 일반적으로 10v와 같습니다. 장치에서 변경할 수 있습니다. 참고 서적에는 때때로 다른 전압에서 VAC 그래프가 표시됩니다. Uzi에 대해서도 마찬가지입니다. 그 가치는 변경될 수 있습니다. 이러한 목적을 위해 조정 가능한 포지티브 및 네거티브 전압 안정기가 사용되며, 이는 FET의 드레인 회로에 2~15v, 게이트 회로(0~5v)에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 때때로 2개의 게이트 FET의 파라미터를 측정할 때 두 번째 게이트에 양의 전압을 인가해야 합니다. 이를 위해 SA2.2 스위치가 장치에 설치되어 바이어스 안정기에서 수신되는 전압의 극성을 반대로 변경합니다. 실제로 이것이 이 스위치가 채널 유형 스위치와 결합되지 않은 유일한 이유입니다. XT4 막대의 "K" 단자는 바이어스 전압 조정기의 출력으로 전환하여 두 번째 게이트를 연결하는 데 사용할 수 있습니다(또는 추가로 설치할 수 있음)(다이어그램에는 표시되지 않음).
전압 조정기는 보정되어야 합니다. 그러면 Usi 및 Uzi를 측정하기 위해 추가 터미널 및 장치를 사용할 필요가 없습니다. 측정 중에 멀티미터 프로브를 교체하지 않기 위해 XT2 및 XT3 단자는 해당 다이오드 브리지를 통해 회로에 연결되고 공급 전압의 극성은 SA2 스위치에 의해 반전됩니다. 전압 자체의 값은 참고서에 나와 있는 대로 설정해야 합니다.
전원에서 PSU를 통해 유도된 정전기(납땜 인두, 손, 옷 등)에 의해 PT가 손상될 위험에 대해 종종 들을 수 있습니다. 물론 크로나와 AA형 소자에서 장치에 전원을 공급하는 것이 최적이며, 네트워크 정전기에 의한 PT 손상의 위험은 최소화됩니다. 그리고 표시된 배터리의 전압이 저전력 FET를 측정하기에 충분하면 이 작업을 수행해야 합니다. 이 두 배터리를 장치에 삽입하십시오. 반면에 제조된 장치에 대한 실제 경험은 FET에 손상을 가한 적이 없습니다. 기여한 것은 분명하다. 특정 속성전계 효과 트랜지스터로 작업할 때 일반적인 규칙을 설계하고 준수합니다. T1 변압기에는 테프론 권선 절연이 사용되며 SB1 "측정" 버튼을 통해 회로의 장치에 연결된 FET에 전원이 공급됩니다. 그건 그렇고, 2 차 권선의 전압 측면에서이 장치에 가장 접근하기 쉽고 적합한 변압기는 TVK-70L2입니다.
가장 간단한 규칙은 FET 리드가 기기 단자에 연결되기 전과 연결될 때 항상 단락되어야 한다는 것입니다(트랜지스터 베이스의 리드 주위에 연하게 도금된 얇은 와이어를 몇 바퀴 감음). 측정하는 동안 와이어는 물론 제거됩니다.
이 장치는 전원 공급 장치를 배치하고 표준 포인터 측정 헤드를 사용할 수 있었던 구형 AVO-63의 본체에 장착됩니다. 모습장치는 그림 6에 나와 있습니다. 테스트 중인 FET의 출력은 PC의 전원 공급 장치에서 짧은 케이블 끝에 있는 커넥터에 연결됩니다.
결론적으로 위의 계획은 독단이 아니며 아마추어 라디오를 위한 실제 장치로 번역될 때 회로와 설계를 변경할 수 있는 가능성과 옵션의 전체 분야가 있다는 점에 유의해야 합니다.
바실리 코노넨코(RA0CCN)
트랜지스터는 전기 신호를 증폭, 변환 및 생성할 수 있는 반도체 장치입니다. 작동 가능한 최초의 바이폴라 트랜지스터는 1947년에 발명되었습니다. 게르마늄은 제조 재료로 사용되었습니다. 그리고 이미 1956년에 실리콘 트랜지스터가 탄생했습니다.
바이폴라 트랜지스터에서는 전자와 정공의 두 가지 유형의 전하 캐리어가 사용되므로 이러한 트랜지스터를 바이폴라라고 합니다. 바이폴라 외에도 전자 또는 정공과 같은 한 가지 유형의 캐리어 만 사용하는 단극 (필드) 트랜지스터가 있습니다. 이 기사에서는 다룰 것입니다.
대부분의 실리콘 트랜지스터는 n-p-n이며, 이는 실리콘 트랜지스터도 존재하지만 제조 기술 때문이기도 합니다. pnp 유형, 그러나 n-p-n 구조보다 약간 적습니다. 이러한 트랜지스터는 상보적 쌍의 일부로 사용됩니다(동일한 전도도의 트랜지스터 전기 매개변수). 예를 들어, KT315 및 KT361, KT815 및 KT814, 트랜지스터 UMZCH KT819 및 KT818의 출력 단계에서. 수입 증폭기에서는 강력한 보완 쌍 2SA1943 및 2SC5200이 매우 자주 사용됩니다.
종종 p-n-p 구조의 트랜지스터는 직접 전도 트랜지스터라고 하며 구조는 n-p-n 역방향. 어떤 이유로이 이름은 문헌에서 거의 발견되지 않지만 라디오 엔지니어 및 라디오 아마추어 서클에서는 모든 곳에서 사용되며 모든 사람이 즉시 그것이 무엇인지 이해합니다. 그림 1은 트랜지스터의 개략적인 장치와 기존의 그래픽 기호를 보여줍니다.
그림 1.
바이폴라 트랜지스터는 전도도와 재료의 종류와 함께 전력과 작동 주파수에 따라 분류됩니다. 트랜지스터의 전력 손실이 0.3W를 초과하지 않으면 이러한 트랜지스터는 저전력으로 간주됩니다. 0.3 ... 3W의 전력에서 트랜지스터는 중간 전력 트랜지스터라고하며 3W 이상의 전력에서는 전력이 높은 것으로 간주됩니다. 최신 트랜지스터는 수십에서 수백 와트의 전력을 소산할 수 있습니다.
트랜지스터는 전기 신호를 똑같이 잘 증폭하지 않습니다. 주파수가 증가함에 따라 트랜지스터 단계의 증폭이 떨어지고 특정 주파수에서 완전히 멈춥니다. 따라서 넓은 주파수 범위에서 작동하기 위해 트랜지스터는 다른 주파수 특성으로 생산됩니다.
작동 주파수에 따라 트랜지스터는 저주파로 나뉩니다. 작동 주파수는 3MHz 이하, 중간 주파수는 3 ... 30MHz, 고주파는 30MHz 이상입니다. 작동 주파수가 300MHz를 초과하면 이미 마이크로파 트랜지스터입니다.
일반적으로 100가지가 넘는 다양한 트랜지스터 매개변수가 두꺼운 참고서에 나와 있으며, 이는 또한 수많은 모델을 나타냅니다. 그리고 현대 트랜지스터의 수는 더 이상 참고서에 전체를 넣는 것이 불가능합니다. 그리고 라인업개발자가 설정한 거의 모든 작업을 해결할 수 있도록 지속적으로 증가하고 있습니다.
전기 신호를 증폭하고 변환하기 위한 많은 트랜지스터 회로(적어도 가정용 장비의 수만 기억)가 있지만 모든 다양성에 대해 이러한 회로는 트랜지스터를 기반으로 하는 별도의 캐스케이드로 구성됩니다. 필요한 신호 증폭을 달성하려면 직렬로 연결된 여러 증폭 단계를 사용해야 합니다. 증폭 단계의 작동 방식을 이해하려면 트랜지스터 스위칭 회로에 더 익숙해져야 합니다.
그 자체로는 트랜지스터가 아무 것도 증폭할 수 없습니다. 증폭 특성은 입력 신호(전류 또는 전압)의 작은 변화가 외부 소스의 에너지 소비로 인해 스테이지 출력의 전압 또는 전류에 상당한 변화를 가져온다는 사실에 있습니다. 증폭기, 텔레비전, 라디오, 통신 등 아날로그 회로에 널리 사용되는 것은 이 속성입니다.
프레젠테이션을 단순화하기 위해 n-p-n 구조의 트랜지스터를 기반으로 한 회로가 여기에서 고려됩니다. 이 트랜지스터에 대해 언급할 모든 것은 p-n-p 트랜지스터에도 동일하게 적용됩니다. 전원 공급 장치의 극성을 바꾸고 작동하는 회로가 있는 경우에만 충분합니다.
전체적으로 공통 이미 터 (CE)가있는 회로, 공통 컬렉터 (OC)가있는 회로 및 공통베이스 (OB)가있는 회로의 세 가지 회로가 있습니다. 이러한 모든 계획은 그림 2에 나와 있습니다.
그림 2.
그러나 이러한 회로를 고려하기 전에 트랜지스터가 키 모드에서 어떻게 작동하는지 알아야 합니다. 이 소개를 통해 부스트 모드에서 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 어떤 의미에서 키 회로는 MA가 있는 일종의 회로라고 볼 수 있습니다.
키 모드에서 트랜지스터 작동
신호 증폭 모드에서 트랜지스터의 작동을 연구하기 전에 트랜지스터가 종종 키 모드에서 사용된다는 것을 기억할 가치가 있습니다.
트랜지스터의 이러한 작동 모드는 오랫동안 고려되어 왔습니다. 1959년 잡지 "Radio" 8월호에 G. Lavrov의 "Semiconductor triode in key mode" 기사가 실렸습니다. 이 기사의 저자는 제어 권선(OC)의 펄스 지속 시간을 변경할 것을 제안했습니다. 이제 이 조절 방법을 PWM이라고 하며 꽤 자주 사용됩니다. 당시 잡지의 다이어그램이 그림 3에 나와 있습니다.
그림 3
그러나 키 모드는 PWM 시스템에서만 사용되는 것은 아닙니다. 종종 트랜지스터는 단순히 무언가를 켜고 끕니다.
이 경우 릴레이를 부하로 사용할 수 있습니다. 입력 신호가 가해지면 릴레이가 켜지고 아니오 - 릴레이 신호가 꺼집니다. 키 모드에서 릴레이 대신 전구를 사용하는 경우가 많습니다. 일반적으로 이것은 다음을 나타내기 위해 수행됩니다. 전구가 켜져 있거나 꺼져 있습니다. 이러한 주요 단계의 다이어그램은 그림 4에 나와 있습니다. 주요 단계는 LED 또는 광커플러와 함께 작동하는 데에도 사용됩니다.
그림 4
그림에서 캐스케이드는 기존 접점에 의해 제어되지만 디지털 초소형 회로일 수도 있고 대신에 제어될 수도 있습니다. 자동차 전구, Zhiguli의 대시보드를 밝히는 데 사용됩니다. 제어에 5V를 사용하고 스위치드 컬렉터 전압은 12V라는 점에 주의해야 합니다.
이 회로의 전압은 아무 역할도 하지 않고 전류만 중요하기 때문에 이상한 것은 없습니다. 따라서 트랜지스터가 이러한 전압에서 작동하도록 설계된 경우 전구는 최소 220V가 될 수 있습니다. 컬렉터 소스 전압은 부하의 작동 전압과도 일치해야 합니다. 이러한 캐스케이드의 도움으로 부하는 디지털 마이크로 회로또는 마이크로 컨트롤러.
이 방식에서 기본 전류는 전원의 에너지로 인해 기본 전류보다 수십 배 또는 수백 배(컬렉터 부하에 따라 다름)인 컬렉터 전류를 제어합니다. 전류가 증가함을 쉽게 알 수 있습니다. 트랜지스터가 키 모드에서 작동할 때 일반적으로 참조 서적에서 "대신호 모드의 전류 이득"이라고 하는 값으로 캐스케이드를 계산하는 데 사용됩니다. 참조 서적에서는 문자 β로 표시됩니다. 이것은 부하에 의해 결정되는 컬렉터 전류와 가능한 최소 기본 전류의 비율입니다. 수학 공식의 형태로 β = Ik / Ib와 같습니다.
대부분의 최신 트랜지스터의 경우 계수 β는 일반적으로 50 이상에서 충분히 크므로 키 단계를 계산할 때 10과 동일하게 취할 수 있습니다. 기본 전류가 하나를 계산하면 트랜지스터는 이것과 키 모드에서 더 많이 열리지 않습니다.
그림 3에 표시된 전구를 켜려면 Ib \u003d Ik / β \u003d 100mA / 10 \u003d 10mA 이상이어야 합니다. 기본 저항 Rb에서 5V의 제어 전압에서 B-E 섹션의 전압 강하를 뺀 경우 5V - 0.6V = 4.4V가 유지됩니다. 기본 저항의 저항은 4.4V / 10mA = 440옴입니다. 저항이 430옴인 저항이 표준 범위에서 선택됩니다. 0.6V의 전압은 BE접점의 전압이며, 계산할 때 잊지 말아야 합니다!
제어 접점이 열릴 때 트랜지스터의 베이스가 "공중에 매달린" 상태로 유지되지 않도록 BE 접합은 일반적으로 트랜지스터를 안정적으로 닫는 저항 Rbe로 분로됩니다. 이 저항을 잊어서는 안되지만 어떤 이유로 일부 회로에는 없기 때문에 잡음 단계가 잘못 작동할 수 있습니다. 실제로 모든 사람들이이 저항기에 대해 알고 있었지만 어떤 이유로 든 잊어 버리고 다시 한 번 "갈퀴"를 밟았습니다.
이 저항의 값은 접점이 열릴 때 베이스의 전압이 0.6V보다 작아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 마치 캐스케이드를 제어할 수 없는 것처럼 섹션 B-E그냥 단락. 실제로 저항 Rbe는 Rb보다 약 10배 더 큰 공칭 값으로 설정됩니다. 그러나 Rb의 값이 10Kom인 경우에도 회로는 매우 안정적으로 작동합니다. 베이스와 이미 터의 전위가 같아져 트랜지스터가 닫힙니다.
이러한 키 캐스케이드는 상태가 양호하면 백열등으로 전구를 켜거나 완전히 끌 수 있습니다. 이 경우 트랜지스터는 완전히 켜짐(포화 상태) 또는 완전히 닫힘(컷오프 상태)될 수 있습니다. 즉시 결론은 이러한 "경계" 상태 사이에 전구가 반쯤 빛날 때와 같은 것이 있음을 암시합니다. 이 경우 트랜지스터가 반 개방 또는 반 폐쇄입니까? 유리잔을 채우는 것과 같습니다. 낙관론자는 유리잔이 반쯤 차 있는 것으로 보고, 비관론자는 반쯤 비어 있는 것으로 봅니다. 트랜지스터의 이러한 작동 모드를 증폭 또는 선형이라고 합니다.
신호 증폭 모드에서 트랜지스터 작동
거의 모든 현대 전자 장비는 트랜지스터가 "숨겨진"마이크로 회로로 구성됩니다. 필요한 이득 또는 대역폭을 얻으려면 연산 증폭기의 작동 모드를 선택하는 것으로 충분합니다. 그러나 이것에도 불구하고 개별("느슨한") 트랜지스터의 캐스케이드가 자주 사용되므로 증폭 캐스케이드의 작동에 대한 이해가 필요합니다.
OK 및 OB에 비해 가장 일반적인 트랜지스터 연결은 공통 이미 터(CE) 회로입니다. 이러한 보급의 이유는 우선 높은 전압 및 전류 이득입니다. OE 단계의 가장 높은 이득은 전원 공급 장치 Epit/2의 전압이 컬렉터 부하에서 절반으로 떨어질 때 제공됩니다. 따라서 후반부는 음모에 속합니다. K-E 트랜지스터. 이것은 아래에서 논의될 캐스케이드를 설정함으로써 달성됩니다. 이 증폭 모드를 클래스 A라고 합니다.
OE가 있는 트랜지스터가 켜지면 컬렉터의 출력 신호가 입력 신호와 역위상이 됩니다. 단점으로는 OE의 입력 저항이 작고(수백 옴 이하) 출력 저항이 수십 kΩ 이내라는 점을 알 수 있습니다.
스위칭 모드에서 트랜지스터가 큰 신호 모드 β의 전류 이득을 특징으로 하는 경우, 증폭 모드에서는 참조서 h21e에 표시된 "소신호 모드의 전류 이득"이 사용됩니다. 이 지정은 사중극자 형태의 트랜지스터 표현에서 비롯되었습니다. 문자 "e"는 공통 이미 터가있는 트랜지스터가 켜져있을 때 측정되었음을 나타냅니다.
계수 h21e는 일반적으로 β보다 다소 크지만 첫 번째 근사치의 계산에도 사용할 수 있습니다. 마찬가지로 한 가지 유형의 트랜지스터에 대해서도 매개변수 β 및 h21e의 확산이 너무 커서 계산이 근사치에 불과합니다. 이러한 계산 후에는 원칙적으로 계획을 조정해야합니다.
트랜지스터의 이득은 베이스의 두께에 따라 달라지므로 변경할 수 없습니다. 따라서 하나의 상자(하나의 배치 읽기)에서 가져온 트랜지스터의 이득에 큰 변화가 있습니다. 저전력 트랜지스터의 경우 이 계수의 범위는 100 ... 1000이고 강력한 트랜지스터의 경우 5 ... 200입니다. 베이스가 얇을수록 계수가 높아집니다.
OE 트랜지스터를 켜는 가장 간단한 회로는 그림 5에 나와 있습니다. 이것은 기사의 두 번째 부분에 표시된 그림 2의 작은 부분일 뿐입니다. 이러한 회로를 고정 베이스 전류 회로라고 합니다.
그림 5
계획은 매우 간단합니다. 입력 신호는 디커플링 커패시터 C1을 통해 트랜지스터의 베이스에 인가되고 증폭되어 커패시터 C2를 통해 트랜지스터의 컬렉터에서 가져옵니다. 커패시터의 목적은 입력 신호의 일정한 구성 요소로부터 입력 회로를 보호하는 것입니다(탄소 또는 일렉트릿 마이크) 캐스케이드에 필요한 대역폭을 제공합니다.
저항 R2는 스테이지의 컬렉터 부하이고 R1은 베이스에 DC 바이어스를 공급합니다. 이 저항의 도움으로 컬렉터의 전압을 Epit / 2로 만들려고 합니다. 이 상태를 트랜지스터의 동작점이라고 하며, 이 경우 캐스케이드의 이득이 최대입니다.
저항 R1의 대략적인 저항은 간단한 공식 R1 ≈ R2 * h21e / 1.5 ... 1.8로 결정할 수 있습니다. 계수 1.5~1.8은 공급 전압에 따라 대체됩니다. 저전압(9V 이하)에서 계수 값은 1.5 이하이고 50V에서 시작하여 1.8~2.0에 접근합니다. 그러나 실제로 공식은 너무 근사하여 저항 R1을 가장 자주 선택해야 합니다. 그렇지 않으면 컬렉터에서 필요한 Epit / 2 값을 얻을 수 없습니다.
컬렉터 저항 R2는 전체 캐스케이드의 컬렉터 전류와 이득이 그 값에 의존하기 때문에 문제의 조건으로 설정됩니다. 저항 R2의 저항이 클수록 이득이 높아집니다. 그러나 이 저항기를 사용하면 컬렉터 전류가 허용 가능한 최대값보다 작아야 합니다. 이 유형의트랜지스터.
이 계획은 매우 간단하지만 이러한 단순성은 부정적인 속성을 부여하며 이러한 단순성은 비용이 듭니다. 첫째, 캐스케이드의 증폭은 트랜지스터의 특정 인스턴스에 따라 다릅니다. 수리 중에 트랜지스터를 교체했습니다. - 오프셋을 다시 선택하고 작동 지점으로 가져옵니다.
둘째, 주변 온도에서 온도가 증가함에 따라 역 컬렉터 전류 Ico가 증가하여 컬렉터 전류가 증가합니다. 그렇다면 동일한 작동 지점인 Epit / 2 수집기의 공급 전압의 절반은 어디에 있습니까? 결과적으로 트랜지스터는 훨씬 더 가열되고 그 후에는 실패합니다. 이 의존성을 없애거나 최소한으로 줄이기 위해 추가 네거티브 피드백 요소가 트랜지스터 캐스케이드(OOS)에 도입됩니다.
그림 6은 고정 바이어스 전압의 회로를 보여줍니다.
그림 6
전압 분배기 Rb-k, Rb-e가 캐스케이드의 필요한 초기 바이어스를 제공하는 것처럼 보이지만 실제로 이러한 캐스케이드에는 고정 전류 회로의 모든 단점이 있습니다. 따라서 표시된 회로는 그림 5에 표시된 고정 전류 회로의 변형일 뿐입니다.
열 안정화 기능이 있는 회로
그림 7과 같은 방식을 적용하면 상황이 다소 나아진다.
그림 7
컬렉터 안정화 회로에서 바이어스 저항 R1은 전원 공급 장치에 연결되지 않고 트랜지스터의 컬렉터에 연결됩니다. 이 경우 온도가 증가함에 따라 역전류가 증가하면 트랜지스터가 더 강하게 열리고 콜렉터 전압이 감소합니다. 이 감소는 R1을 통해 베이스에 인가되는 바이어스 전압의 감소로 이어집니다. 트랜지스터가 닫히기 시작하고 컬렉터 전류가 허용 가능한 값으로 감소하고 작동 지점의 위치가 복원됩니다.
이러한 안정화 측정이 캐스케이드 이득의 일부 감소로 이어지는 것은 매우 분명하지만 이는 중요하지 않습니다. 누락 된 증폭은 일반적으로 증폭 단계 수를 늘려 추가됩니다. 그러나 이러한 환경 보호를 통해 캐스케이드의 작동 온도 범위를 크게 확장할 수 있습니다.
이미 터 안정화가 있는 캐스케이드의 회로는 다소 복잡합니다. 이러한 캐스케이드의 증폭 특성은 컬렉터 안정화 회로보다 훨씬 더 넓은 온도 범위에서 변하지 않습니다. 하나 더 부인할 수 없는 이점, - 트랜지스터를 교체할 때 캐스케이드의 작동 모드를 다시 선택할 필요가 없습니다.
온도 안정화를 제공하는 이미 터 저항 R4도 캐스케이드의 이득을 줄입니다. 그것은 직류. 교류 증폭에 대한 저항 R4의 영향을 제거하기 위해 저항 R4는 교류에 대한 저항이 거의 없는 커패시터 Ce에 의해 분로됩니다. 그 값은 증폭기의 주파수 범위에 의해 결정됩니다. 이러한 주파수가 오디오 범위에 있는 경우 커패시터의 커패시턴스는 단위에서 수십, 심지어 수백 마이크로패럿까지 될 수 있습니다. 무선 주파수의 경우 이것은 이미 1/100 또는 1000이지만 어떤 경우에는 이 커패시터가 없어도 회로가 제대로 작동합니다.
이미 터 안정화가 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하려면 공통 컬렉터 OK로 트랜지스터를 켜는 회로를 고려해야합니다.
공통 컬렉터 회로(CC)는 그림 8에 나와 있습니다. 이 회로는 3개의 트랜지스터 스위칭 회로를 모두 보여주는 기사의 두 번째 부분에 있는 그림 2의 일부입니다.
그림 8
스테이지의 부하는 이미 터 저항 R2이고 입력 신호는 커패시터 C1을 통해 공급되고 출력 신호는 커패시터 C2를 통해 전달됩니다. 여기에서 이 계획이 OK라고 불리는 이유를 물을 수 있습니다. 결국 OE 회로를 기억하면 이미 터가 입력 신호가 적용되고 출력 신호가 제거되는 회로의 공통 와이어에 연결되어 있음을 분명히 알 수 있습니다.
OK 회로에서 컬렉터는 단순히 전원에 연결되어 있으며 언뜻보기에는 입력 및 출력 신호와 관련이없는 것처럼 보입니다. 그러나 실제로 EMF 소스(전원 배터리)는 내부 저항이 매우 작아 신호의 경우 거의 동일한 접점입니다.
보다 자세하게 OK 회로의 동작을 그림 9에서 볼 수 있다.
그림 9
실리콘 트랜지스터의 경우 전압이 b-전환 0.5 ... 0.7V 범위에 있으므로 1/10의 정확도로 계산을 수행하지 않으면 평균 0.6V로 사용할 수 있습니다. 따라서 그림 9와 같이 출력 전압항상 Ub-e 값만큼, 즉 동일한 0.6V만큼 입력보다 작습니다. OE 회로와 달리 이 회로는 입력 신호를 반전하지 않고 단순히 반복하고 0.6V까지 감소시킵니다. 이 회로는 이미 터 팔로워라고도합니다. 왜 그러한 계획이 필요하며 그 용도는 무엇입니까?
OK 회로는 전류 신호를 h21e배로 증폭합니다. 이는 회로의 입력 임피던스가 이미 터 회로의 저항보다 h21e배 더 크다는 것을 의미합니다. 즉, 트랜지스터를 태울 염려 없이 베이스에 직접 전압을 인가하십시오(제한 저항 없이). 베이스 핀을 잡고 +U 전원 레일에 연결하기만 하면 됩니다.
높은 입력 임피던스를 사용하면 압전 픽업과 같은 높은 임피던스(복소 임피던스) 입력 소스를 연결할 수 있습니다. 이러한 픽업이 OE 방식에 따라 캐스케이드에 연결되면 이 캐스케이드의 낮은 입력 임피던스는 단순히 픽업 신호를 "랜딩"합니다("라디오가 재생되지 않음").
OK 회로의 특징은 컬렉터 전류 Ik가 부하 저항과 입력 신호 소스의 전압에만 의존한다는 것입니다. 이 경우 트랜지스터의 매개변수는 여기서 전혀 역할을 하지 않습니다. 이러한 회로는 100% 전압 피드백으로 덮여 있다고 합니다.
그림 9에서 볼 수 있듯이 이미터 부하의 전류(일명 이미터 전류) In = Ik + Ib입니다. 베이스 전류 Ib가 콜렉터 전류 Ik에 비해 무시할 수 있다는 점을 고려하면 부하 전류가 콜렉터 전류 In = Ik와 같다고 가정할 수 있습니다. 부하의 전류는 (Uin - Ube) / Rn입니다. 이 경우 Ube가 알려져 있고 항상 0.6V와 같다고 가정합니다.
컬렉터 전류 Ik = (Uin - Ube) / Rn은 입력 전압과 부하 저항에만 의존합니다. 부하 저항은 넓은 범위에 걸쳐 변경될 수 있지만 특별히 열광할 필요는 없습니다. 결국, Rn 대신 못을 박으면 - 100분의 1이면 트랜지스터가 살아남지 못할 것입니다!
OK 회로를 사용하면 정적 전류 전달 계수 h21e를 매우 쉽게 측정할 수 있습니다. 이 작업을 수행하는 방법은 그림 10에 나와 있습니다.
그림 10.
먼저 그림 10a와 같이 부하 전류를 측정합니다. 이 경우 트랜지스터의 베이스는 그림과 같이 어디에도 연결할 필요가 없습니다. 그런 다음 그림 10b에 따라 기본 전류를 측정합니다. 두 경우 모두 동일한 양(암페어 또는 밀리암페어)으로 측정해야 합니다. 전원 공급 장치 전압과 부하는 두 측정 모두 동일하게 유지되어야 합니다. 정적 전류 전달 계수를 찾으려면 부하 전류를 기본 전류로 나누면 충분합니다. h21e ≈ In / Ib.
부하 전류가 증가하면 h21e가 다소 감소하고 공급 전압이 증가하면 증가합니다. 이미 터 팔로워는 종종 트랜지스터의 보완 쌍을 사용하여 푸시 풀 구성으로 만들어 장치의 출력 전력을 높입니다. 이러한 이미 터 팔로워는 그림 11에 나와 있습니다.
그림 11.
그림 12.
공통베이스가있는 구성표에 따라 트랜지스터 포함 ABOUT
이러한 회로는 전압 이득만 제공하지만 OE 회로에 비해 주파수 특성이 더 우수합니다. 동일한 트랜지스터가 더 높은 주파수에서 작동할 수 있습니다. OB 회로의 주요 응용 프로그램은 UHF 범위의 안테나 증폭기입니다. 계획 안테나 증폭기그림 12에 나와 있습니다.
전자 제품은 어디에서나 우리를 둘러싸고 있습니다. 그러나 이 모든 것이 어떻게 작동하는지 생각하는 사람은 거의 없습니다. 사실 모든 것이 아주 간단합니다. 그것이 우리가 오늘 보여주려고 하는 것입니다. 그리고 트랜지스터와 같은 중요한 요소부터 시작하겠습니다. 트랜지스터가 무엇인지, 무엇을 하는지, 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 알려 드리겠습니다.
트랜지스터 란 무엇입니까?
트랜지스터- 전류를 제어하도록 설계된 반도체 장치.
트랜지스터는 어디에 사용됩니까? 예, 모든 곳에서! 사실상 현대 기술은 트랜지스터 없이는 할 수 없습니다. 회로도. 그들은 컴퓨터 기술, 오디오 및 비디오 장비의 생산에 널리 사용됩니다.
시간 소비에트 마이크로 회로는 세계에서 가장 컸습니다., 통과했으며 현대 트랜지스터의 크기는 매우 작습니다. 따라서 가장 작은 장치의 크기는 나노미터 정도입니다!
콘솔 나노 10의 마이너스 9제곱의 차수의 크기를 나타냅니다.
그러나 주로 에너지 및 산업 분야에서 사용되는 거대한 표본이 있습니다.
존재하다 다른 유형트랜지스터: 바이폴라 및 극성, 직접 및 역 전도. 그러나 이러한 장치의 작동은 동일한 원리를 기반으로 합니다. 트랜지스터는 반도체 소자입니다. 알려진 바와 같이 반도체의 전하 캐리어는 전자 또는 정공입니다.
과량의 전자가 있는 영역은 문자로 표시됩니다. N(음수), 정공 전도성이 있는 영역 피(긍정적인).
트랜지스터는 어떻게 작동합니까?
모든 것을 매우 명확하게하려면 작업을 고려하십시오. 바이폴라 트랜지스터(가장 많이 사용되는 유형).
(이하 단순히 트랜지스터라고 함)은 반도체 결정(가장 많이 사용 규소또는 게르마늄), 전기 전도도가 다른 세 영역으로 나뉩니다. 영역은 그에 따라 명명됩니다. 수집기, 베이스그리고 에미터. 트랜지스터 장치와 그 개략도는 아래 그림에 나와 있습니다.
직접 및 역 전도도의 트랜지스터를 분리하십시오. P-n-p 트랜지스터는 순방향 전도 트랜지스터라고 하며, NPN 트랜지스터- 반대로.
이제 트랜지스터의 두 가지 작동 모드는 무엇입니까? 트랜지스터의 작동은 수도꼭지 또는 밸브의 작동과 유사합니다. 물 대신 - 전기. 트랜지스터의 두 가지 상태, 즉 작동(트랜지스터 열림)과 휴지 상태(트랜지스터 닫힘)가 가능합니다.
무슨 뜻인가요? 트랜지스터가 닫히면 전류가 흐르지 않습니다. 열린 상태에서 베이스에 작은 제어 전류가 인가되면 트랜지스터가 열리고 큰 전류가 이미 터-컬렉터를 통해 흐르기 시작합니다.
트랜지스터의 물리적 프로세스
이제 모든 일이 이런 식으로 일어나는 이유, 즉 트랜지스터가 열리고 닫히는 이유에 대해 자세히 설명합니다. 바이폴라 트랜지스터를 생각해 봅시다. 순리에 맡기다 n-p-n트랜지스터.
컬렉터와 이미 터 사이에 전원 공급 장치를 연결하면 컬렉터 전자가 양극으로 끌리기 시작하지만 컬렉터와 이미 터 사이에는 전류가 흐르지 않습니다. 이것은 베이스 레이어와 에미터 레이어 자체에 의해 방지됩니다.
그러나 베이스와 에미터 사이에 추가 소스가 연결되면 에미터의 n 영역에서 전자가 베이스 영역으로 침투하기 시작합니다. 결과적으로 기본 영역은 자유 전자로 풍부해지며 그 중 일부는 정공과 재결합하고 일부는 염기의 플러스로 흐르고 일부(대부분)는 컬렉터로 이동합니다.
따라서 트랜지스터가 열리고 이미 터 - 컬렉터 전류가 흐릅니다. 베이스 전압이 증가하면 콜렉터-이미터 전류도 증가합니다. 또한 제어 전압의 작은 변화로 컬렉터 - 이미 터를 통한 전류의 상당한 증가가 관찰됩니다. 증폭기에서 트랜지스터의 작동은 이러한 효과에 기초합니다.
이것이 트랜지스터가 작동하는 방식의 핵심입니다. 밤새 바이폴라 트랜지스터의 전력 증폭기를 계산하거나 수행해야 합니다. 실험실 작업트랜지스터의 작동을 연구하려면? 학생 서비스 전문가의 도움을 받으면 초보자도 문제가 되지 않습니다.
공부와 같은 중요한 문제는 언제든지 전문가의 도움을 받으십시오! 그리고 이제 트랜지스터에 대한 아이디어가 생겼으므로 긴장을 풀고 Korn 밴드 "Twisted 트랜지스터"의 비디오를 시청하도록 초대합니다! 예를 들어, 연습 보고서를 구입하기로 결정하고 통신 책자에 문의하십시오.
모든 실험에서 트랜지스터 KT315B, 다이오드 D9B, 소형 백열 램프 2.5V x 0.068A가 사용됩니다. 헤드폰 - 고저항 유형 TON-2. 가변 커패시터 - 15 ... 180pF 용량의 모든 것. 전원 공급 장치 배터리는 직렬로 연결된 2개의 4.5V 3R12 배터리로 구성됩니다. 램프는 직렬 연결된 LED 유형 AL307A와 공칭 값이 1kOhm인 저항으로 교체할 수 있습니다.
실험 1
전기 다이어그램(도체, 반도체 및 절연체)
전류는 전압(9V 배터리)의 영향으로 한 극에서 다른 극으로 전자가 직접 이동하는 것입니다.
모든 전자는 동일한 음전하를 띠고 있습니다. 다양한 물질의 원자는 다른 번호전자. 대부분의 전자는 원자에 단단히 결합되어 있지만 소위 "자유" 또는 원자가 전자도 있습니다. 도체 끝에 전압이 가해지면 자유 전자가 배터리의 양극쪽으로 이동하기 시작합니다.
일부 재료에서 전자의 움직임은 상대적으로 자유롭습니다. 이를 전도체라고 합니다. 다른 사람들은 움직임이 어렵고 반도체라고합니다. 셋째, 일반적으로 불가능하며 이러한 재료를 절연체 또는 유전체라고 합니다.
금속은 좋은 지휘자현재의. 운모, 도자기, 유리, 실크, 종이, 면과 같은 물질은 절연체입니다.
반도체에는 게르마늄, 실리콘 등이 포함됩니다. 이러한 물질은 다음과 같은 경우 도체가 됩니다. 특정 조건. 이 속성은 다이오드, 트랜지스터와 같은 반도체 장치의 생산에 사용됩니다.
쌀. 1. 물 전도도 측정
이 실험은 간단한 전기 회로의 작동과 도체, 반도체 및 유전체 사이의 컨덕턴스 차이를 보여줍니다.
그림과 같이 회로를 조립합니다. 1, 전선의 맨 끝을 보드 앞쪽으로 가져옵니다. 맨 끝을 함께 연결하면 전구가 켜집니다. 이것은 전류가 회로를 통과하고 있음을 나타냅니다.
두 개의 와이어로 다양한 재료의 전도도를 테스트할 수 있습니다. 특정 재료의 전도도를 정확하게 결정하려면 특수 기기가 필요합니다. (램프의 밝기에 따라 연구 중인 재료가 좋은 전도체인지 나쁜 전도체인지 여부만 판별할 수 있습니다.)
두 도체의 맨 끝을 서로 짧은 거리에 있는 마른 나무 조각에 연결합니다. 전구가 켜지지 않습니다. 이것은 마른 나무가 유전체라는 것을 의미합니다. 두 도체의 맨 끝이 알루미늄, 구리 또는 강철에 부착되면 전구가 타 버릴 것입니다. 이것은 금속이 전류의 좋은 전도체임을 시사합니다.
도체의 맨 끝을 수돗물 한 잔에 담그십시오(그림 1, a). 램프가 켜지지 않습니다. 이것은 물이 전류의 열악한 전도체임을 의미합니다. 물에 약간의 소금을 넣고 실험을 반복하면(그림 1, b) 전구에 불이 들어와 회로의 전류 흐름을 나타냅니다.
이 회로와 모든 후속 실험에서 56옴 저항은 회로의 전류를 제한하는 역할을 합니다.
실험 2
다이오드 동작
이 실험의 목적은 다이오드가 한 방향으로 잘 전도되고 반대 방향으로 전도되지 않음을 입증하는 것입니다.
그림과 같이 회로를 조립합니다. 2, 에이. 램프가 켜집니다. 다이오드를 180° 회전합니다(그림 2, b). 전구가 켜지지 않습니다.
이제 실험의 물리적 본질을 이해하려고 노력합시다.
쌀. 2. 전자 회로에서 반도체 다이오드의 작용.
반도체 물질인 게르마늄과 실리콘은 각각 4개의 자유 전자 또는 원자가를 가지고 있습니다. 반도체 원자는 조밀한 결정(결정 격자)으로 결합합니다(그림 3, a).
쌀. 3. 반도체의 결정 격자.
불순물이 4개의 원자가 전자를 갖는 반도체, 예를 들어 5개의 원자가 전자를 갖는 비소에 도입되면(그림 3, b) 결정의 다섯 번째 전자는 자유로울 것입니다. 이러한 불순물은 전자 전도성 또는 n형 전도성을 제공합니다.
반도체 원자보다 원자가가 낮은 불순물은 전자를 부착하는 능력이 있습니다. 이러한 불순물은 정공 또는 p형 전도성을 제공합니다(그림 3c).
쌀. 4. 반도체 다이오드의 pn 접합.
반도체 다이오드는 p형과 n형 물질의 접합(p-n 접합)으로 구성됩니다(그림 4, a). 인가된 전압의 극성에 따라 p-n 접합은 전류의 통과를 촉진하거나(그림 4, d) 방지(그림 4, c)할 수 있습니다. 두 반도체의 경계에서 외부 전압을 인가하기 전에도 E 0 강도의 국부 전기장으로 이원 전기 층이 생성됩니다(그림 4, b).
다이오드를 통과하면 교류, 그러면 다이오드는 양의 반파(그림 4d)만 통과하고 음의 반파는 통과하지 않습니다(그림 4, c 참조). 따라서 다이오드는 AC를 DC로 변환하거나 "정류"합니다.
실험 3
트랜지스터 작동 원리
이 실험은 전류 증폭기인 트랜지스터의 주요 기능을 명확하게 보여줍니다. 기본 회로의 작은 구동 전류는 이미 터-컬렉터 회로에 큰 전류를 유발할 수 있습니다. 베이스 저항의 저항을 변경하여 콜렉터 전류를 변경할 수 있습니다.
회로를 조립하십시오(그림 5). 1MΩ, 470kΩ, 100kΩ, 22kΩ, 10kΩ의 저항을 회로에 차례로 넣습니다. 1MΩ 및 470kΩ 저항을 사용하면 표시등이 켜지지 않습니다. 100kOhm - 전구가 거의 타지 않습니다. 22kOhm - 전구가 더 밝게 타오릅니다. 10kΩ 베이스 저항이 연결되면 최대 밝기가 관찰됩니다.
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쌀. 6. n-p-n 구조의 트랜지스터. |
쌀. 7. 트랜지스터 p-n-p 구조. |
트랜지스터는 기본적으로 하나의 공통 영역인 베이스를 갖는 두 개의 반도체 다이오드입니다. 이 경우 p- 전도도가있는 영역이 공통적 인 것으로 판명되면 n-p-n 구조의 트랜지스터가 얻어집니다 (그림 6). 공통 영역이 n-전도성인 경우 트랜지스터는 p-n-p 구조가 됩니다(그림 7).
전류 캐리어를 방출(이동)하는 트랜지스터의 영역을 이미 터라고 합니다. 전류 캐리어를 수집하는 영역을 컬렉터라고 합니다. 이 영역 사이에 둘러싸인 영역을 베이스라고 합니다. 이미 터와베이스 사이의 전환을 이미 터라고하고베이스와 컬렉터 사이의 전환을 컬렉터라고합니다.
무화과에. 도 5는 전기 회로에 n-p-n형 트랜지스터를 포함하는 것을 보여준다.
다음 유형의 트랜지스터 회로에 포함될 때 pnp 극성배터리 B를 켜는 것은 반대입니다.
트랜지스터를 통해 흐르는 전류의 경우 종속성이 있습니다.
나는 e \u003d 나는 b + 나는
트랜지스터는 기본 전류의 변화에 대한 컬렉터 전류 증가의 비율인 문자 β로 표시되는 전류 이득을 특징으로 합니다.
β의 값은 트랜지스터의 종류에 따라 수십에서 수백 단위까지 다양하다.
실험 4
커패시터의 속성
트랜지스터의 작동 원리를 연구하여 커패시터의 특성을 입증할 수 있습니다. 회로를 조립하되(그림 8), 100uF 전해 콘덴서는 부착하지 마십시오. 그런 다음 A 위치에 잠시 연결합니다(그림 8, a). 램프가 켜지고 꺼집니다. 이것은 커패시터 충전 전류가 회로에 흐르고 있음을 나타냅니다. 이제 손으로 단자를 만지지 않으면서 커패시터를 위치 B(그림 8, b)에 놓으십시오. 그렇지 않으면 커패시터가 방전될 수 있습니다. 램프가 켜지고 꺼지고 커패시터가 방전되었습니다. 이제 커패시터를 A 위치에 다시 놓습니다. 충전이 완료되었습니다. 커패시터를 절연재 위에 잠시(10초) 두었다가 B 위치에 놓습니다. 표시등이 켜지고 꺼집니다. 이 실험에서 커패시터가 전하를 축적하고 저장할 수 있음을 알 수 있습니다. 오랫동안. 축적된 전하는 커패시터의 커패시턴스에 따라 달라집니다.
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쌀. 8. 커패시터의 원리를 설명하는 계획. |
쌀. 9. 시간 경과에 따른 커패시터의 전압 및 전류 변화. |
콘덴서를 A 위치로 설정하여 충전한 다음 맨 끝이 있는 도체를 콘덴서 단자에 연결하여 방전하고(절연된 부분으로 도체를 잡으십시오!) 위치 B에 배치합니다. 표시등이 켜지지 않습니다. 이 실험에서 알 수 있듯이 충전된 커패시터는 기본 회로에서 전원(배터리) 역할을 하지만 사용 후에는 전하전구가 꺼집니다. 무화과에. 도 9는 시간에 대한 의존성을 보여준다: 커패시터 충전 전압; 회로에 흐르는 충전 전류.
실험 5
스위치로서의 트랜지스터
그림에 따라 회로를 조립하십시오. 10이지만 아직 저항 R1과 트랜지스터 T1을 회로에 설치하지 마십시오. 저항 R3, R1의 연결 지점이 공통 와이어(인쇄 회로 기판의 음극 버스)에 닫힐 수 있도록 키 B를 지점 A와 E에서 회로에 연결해야 합니다.
쌀. 10. 회로의 트랜지스터는 스위치처럼 작동합니다.
배터리를 연결하면 T2 컬렉터 회로의 램프가 켜집니다. 이제 스위치 B로 회로를 닫으십시오. 스위치가 A 지점을 음극 버스에 연결하므로 A 지점의 전위가 감소하고 따라서 기본 T2의 전위가 감소하므로 표시등이 꺼집니다. 스위치를 원래 위치로 되돌리면 표시등이 켜집니다. 이제 배터리를 분리하고 T1을 연결하고 저항 R1을 연결하지 마십시오. 배터리를 연결하면 표시등이 다시 켜집니다. 첫 번째 경우와 같이 트랜지스터 T1이 열리고 전류가 통과합니다. 이제 점 C와 D에 저항 R1(470kOhm)을 놓으십시오. 표시등이 꺼집니다. 저항을 제거하면 전구가 다시 켜집니다.
컬렉터 T1의 전압이 0으로 떨어지면(470kΩ 저항이 설치된 경우) 트랜지스터가 열립니다. 트랜지스터 T2의 베이스는 T1을 통해 네거티브 버스에 연결되고 T2는 닫힙니다. 램프가 꺼집니다. 따라서 트랜지스터(T1)는 스위치 역할을 한다.
이전 실험에서는 트랜지스터가 증폭기로 사용되었지만 이제는 스위치로 사용됩니다.
트랜지스터를 키(스위치)로 사용하는 가능성은 실험 6, 7에 나와 있습니다.
실험 6
경보
이 회로의 특징은 키로 사용되는 트랜지스터(T1)가 포토레지스터(R2)에 의해 제어된다는 점이다.
이 키트에 포함된 포토레지스터는 강한 빛에서 2kOhm에서 어둠 속에서 수백kOhm으로 저항을 변경합니다.
그림에 따라 회로를 조립하십시오. 11. 실험을 하는 방의 조명에 따라 저항 R1을 선택하여 포토레지스터의 밝기를 낮추지 않고 전구가 정상적으로 타도록 합니다.
쌀. 11. 계획 경보포토레지스터 기반.
트랜지스터(T1)의 상태는 저항(R1)과 포토레지스터(R2)로 구성된 분압기에 의해 결정된다.
포토 레지스터가 켜지면 저항이 낮고 트랜지스터 T1이 닫히고 컬렉터 회로에 전류가 없습니다. 트랜지스터(T2)의 상태는 저항(R3, R4)에 의해 양의 전위를 T2의 베이스에 인가함으로써 결정된다. 결과적으로 트랜지스터 T2가 열리고 콜렉터 전류가 흐르고 표시등이 켜집니다.
포토레지스터가 어두워지면 저항이 크게 증가하고 분배기가 T1 베이스에 전압을 공급할 때 전압을 개방하기에 충분한 값에 도달합니다. 컬렉터 T1의 전압은 거의 0으로 떨어지고 저항 R4를 통해 트랜지스터 T2를 닫으면 빛이 꺼집니다.
실제로 이러한 회로에서 다른 액추에이터(벨, 릴레이 등)는 트랜지스터 T2의 컬렉터 회로에 설치될 수 있습니다.
이 회로 및 후속 회로에서는 SF2-9 유형 또는 이와 유사한 포토 레지스터를 사용할 수 있습니다.
실험 7
자동 조명 스위치
실험 6과 대조적으로, 이 실험포토레지스터 R1이 흐려지면 표시등이 켜집니다(그림 12).
쌀. 12. 자동으로 조명을 켜는 방식.
빛이 포토 레지스터에 닿으면 저항이 크게 감소하여 트랜지스터 T1이 열리고 결과적으로 T2가 닫힙니다. 램프가 켜지지 않습니다.
어두운 곳에서는 조명이 자동으로 켜집니다.
이 속성은 빛의 양에 따라 램프를 켜고 끄는 데 사용할 수 있습니다.
실험 8
신호 장치
이 체계의 특징은 높은 감도입니다. 이 실험과 여러 후속 실험에서 트랜지스터(복합 트랜지스터)의 결합 연결이 사용됩니다(그림 13).
쌀. 13. 광전자 신호 장치.
이 계획의 작동 원리는 계획과 다르지 않습니다. 저항(R1+R2)의 특정 저항값과 포토레지스터(R3)의 저항에서 트랜지스터(T1)의 베이스 회로에는 전류가 흐른다. 컬렉터 회로 T1에도 전류가 흐르지만 (베이스 T1의 전류의 3배. (β \u003d 100. 에미터 T1을 통과하는 모든 전류는 에미터-베이스 T2 접합을 통과해야 합니다. 그런 다음 컬렉터 전류 T2는 컬렉터 전류 T1의 β배, 컬렉터 전류 T1은 β배 베이스 전류 T1, 컬렉터 전류 T2는 베이스 전류 T1의 약 10,000배이므로 복합 트랜지스터는 단일 트랜지스터로 간주할 수 있습니다. 매우 높은 이득과 높은 감도로 복합 트랜지스터는 트랜지스터 T2가 충분히 강력해야 하지만 이를 제어하는 트랜지스터 T1은 통과하는 전류가 통과하는 전류보다 100배 적기 때문에 저전력일 수 있습니다. T2.
그림 1에 표시된 회로의 성능. 13은 실험이 수행되는 방의 조명에 의해 결정되므로 조명 된 방에서 램프가 타지 않고 포토 레지스터 손으로 어둡게 하거나, 커튼으로 방을 어둡게 하거나, 저녁에 실험을 하는 경우 조명을 껐을 때.
실험 9
습도 센서
이 회로(그림 14)에서 고감도의 복합 트랜지스터도 재료의 수분 함량을 결정하는 데 사용됩니다. 베이스 바이어스 T1은 저항 R1과 2개의 베어 엔드 컨덕터에 의해 제공됩니다.
두 도체의 맨 끝을 서로 연결하지 않고 양손의 손가락으로 살짝 눌러 전기 회로를 확인합니다. 손가락의 저항은 회로를 트리거하기에 충분하고 전구가 켜집니다.
쌀. 14. 습도 센서의 구성. 도체의 맨 끝이 블로팅 페이퍼를 관통합니다.
이제 맨 끝을 약 1.5-2cm의 거리에서 종이를 통해 통과시키고 다른 끝을 그림에 따라 다이어그램에 부착하십시오. 14. 그런 다음 와이어 사이의 블로팅 페이퍼를 물로 적십니다. 전구가 켜집니다(이 경우 종이에 있는 염분이 물과 함께 용해되어 저항이 감소합니다.).
블로팅 페이퍼에 식염수를 함침시킨 후 건조시킨 후 실험을 반복하면 실험의 효율이 증가하고 도체의 끝이 더 멀리 분리될 수 있습니다.
실험 10
신호 장치
이 구성표는 이전 구성표와 유사하지만 유일한 차이점은 포토 레지스터가 켜질 때 램프가 켜지고 어두워지면 꺼진다는 것입니다(그림 15).
쌀. 15. 포토레지스터의 신호 장치.
회로는 다음과 같이 작동합니다. 포토 레지스터 R1이 정상적으로 조명되면 전구가 켜집니다. 저항 R1이 낮기 때문에 트랜지스터 T1이 열려 있습니다. 조명이 꺼지면 램프가 꺼집니다. 손전등의 빛이나 성냥불은 전구를 다시 태우게 합니다. 회로의 감도는 저항 R2의 저항을 높이거나 낮추어 조정됩니다.
실험 11
제품 카운터
이 실험은 반 암실에서 수행해야 합니다. 빛이 포토 레지스터에 떨어지면 항상 표시등 L2가 켜집니다. 광원(전구 L1과 포토레지스터) 사이에 판지 조각을 넣으면 전구 L2가 꺼지고 판지를 제거하면 전구 L2가 다시 켜집니다(그림 16).
쌀. 16. 제품 카운터.
실험이 성공하려면 회로를 조정해야 합니다. 즉, 저항 R3의 저항을 선택해야 합니다(이 경우 가장 적합한 것은 470옴).
이 구성표는 실제로 컨베이어에서 제품 배치를 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 광원과 포토레지스터를 한 뭉치의 제품이 통과하는 방식으로 배치하면 통과하는 제품에 의해 빛의 흐름이 차단되어 회로가 켜지고 꺼집니다. L2 표시등 대신 특수 카운터가 사용됩니다.
실험 12
빛을 이용한 신호 전송
쌀. 23. 트랜지스터의 주파수 분배기.
트랜지스터 T1과 T2가 차례로 열립니다. 제어 신호는 플립 플롭으로 전송됩니다. 트랜지스터 T2가 열리면 조명 L1이 꺼집니다. 트랜지스터 T3이 열리면 전구 L2가 켜집니다. 그러나 트랜지스터 T3과 T4는 차례로 열리고 닫히므로 멀티 바이브레이터에서 보내는 매초 제어 신호로 전구 L2가 켜집니다. 따라서, 전구(L2)의 연소 주파수는 전구(L1)의 연소 주파수보다 2배 낮다.
이 속성은 전기 오르간에서 사용할 수 있습니다. 오르간의 상위 옥타브에 있는 모든 음의 주파수는 반으로 나누어지고 한 옥타브 더 낮은 톤이 생성됩니다. 이 과정은 반복될 수 있습니다.
실험 18
단위별 구성표 "AND"
이 실험에서 트랜지스터는 키로 사용되고 전구는 출력 표시기로 사용됩니다(그림 24).
이 회로는 논리적입니다. 트랜지스터 베이스(C 지점)에 높은 전위가 있으면 전구가 켜집니다.
점 A와 B가 음의 버스에 연결되어 있지 않고 전위가 높기 때문에 점 C에도 높은 전위가 있고 트랜지스터가 열려 있고 표시등이 켜져 있다고 가정합니다.
쌀. 24. 논리 요소 2그리고 트랜지스터에서.
우리는 조건부로 수락합니다. 높은 잠재력 - 논리적 "1" - 표시등이 켜져 있습니다. 낮은 전위 - 논리적 "0" - 표시등이 꺼져 있습니다.
따라서 지점 A와 B에 논리적 "1"이 있으면 지점 C에도 "1"이 있습니다.
이제 A 지점을 음극 버스에 연결해 보겠습니다. 전위가 낮아집니다("0"V로 떨어짐). 포인트 B는 높은 잠재력을 가지고 있습니다. 회로 R3 - D1 - 배터리에 전류가 흐를 것입니다. 따라서 C 지점에는 낮은 전위 또는 "0"이 있습니다. 트랜지스터가 닫히고 표시등이 꺼집니다.
B 지점을 접지에 연결하면 이제 전류가 회로 R3 - D2 - 배터리를 통해 흐릅니다. C 지점의 전위가 낮고 트랜지스터가 닫히고 조명이 꺼집니다.
두 지점이 모두 접지에 연결되어 있으면 지점 C에서도 낮은 전위가 발생합니다.
두 개 이상의 입력 채널에 동시 신호가 있는 경우에만 출력 신호가 되는 전자 검사기 및 기타 논리 회로에서 유사한 회로를 사용할 수 있습니다.
가능한 회로 상태가 표에 나와 있습니다.
AND 회로의 진리표
실험 19
단위별 계획 "또는"
이 계획은 이전 계획과 반대입니다. 점 C에 "0"이 있으려면 점 A와 B에도 "0"이 있어야 합니다. 즉, 점 A와 B는 음극 버스에 연결되어야 합니다. 이 경우 트랜지스터가 닫히고 표시등이 꺼집니다(그림 25).
이제 포인트 A 또는 B 중 하나만 네거티브 버스에 연결되어 있으면 포인트 C에서 여전히 높은 레벨, 즉 "1", 트랜지스터가 열려 있고 표시등이 켜져 있습니다.
쌀. 25. 트랜지스터의 논리 소자 2OR.
B 지점을 음극 버스에 연결하면 전류가 R2, D1 및 R3을 통해 흐릅니다. 전도도에 대해 반대 방향으로 켜져 있기 때문에 다이오드 D2를 통해 전류가 흐르지 않습니다. C 지점에는 약 9V가 있습니다. 트랜지스터가 열려 있고 표시등이 켜져 있습니다.
이제 A 지점을 음극 버스에 연결해 보겠습니다. 전류는 R1, D2, R3을 통과합니다. C 지점의 전압은 약 9V이고 트랜지스터는 열려 있고 표시등이 켜져 있습니다.
OR 회로 진리표
실험 20
"NOT" 회로(인버터)
이 실험은 입력에 대한 출력 신호의 극성을 반대로 변경할 수 있는 장치인 인버터로서의 트랜지스터의 작동을 보여줍니다. 실험에서 트랜지스터는 기존 논리 회로의 일부가 아니라 전구를 켜는 역할만 했습니다. 지점 A가 음의 버스에 연결되면 전위가 "0"으로 떨어지고 트랜지스터가 닫히고 빛이 꺼지고 지점 B에는 높은 전위가 있습니다. 이것은 논리적 "1"을 의미합니다(그림 26).
쌀. 26. 트랜지스터는 인버터처럼 작동합니다.
지점 A가 음의 버스에 연결되지 않은 경우, 즉 지점 A - "1"이면 트랜지스터가 열리고 표시등이 켜지고 지점 B의 전압은 "0"에 가깝거나 논리적 "0"입니다. ".
이 실험에서 트랜지스터는 중요한 부분논리 회로이며 OR 회로를 NOR 회로로, AND 회로를 NAND 회로로 변환하는 데 사용할 수 있습니다.
NOT 회로 진리표
실험 21
계획 "AND-NOT"
이 실험은 18 - 구성표 AND 및 20 - 구성표 NOT의 두 가지 실험을 결합합니다(그림 27).
이 회로는 트랜지스터를 기준으로 "1" 또는 "0"을 형성하는 회로와 유사하게 기능합니다.
쌀. 27. 트랜지스터의 논리 소자 2I-NOT.
트랜지스터는 인버터로 사용됩니다. 트랜지스터 베이스에 "1"이 나타나면 출력 포인트는 "0"이고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
D 지점의 전위를 C 지점의 전위와 비교하면 반전되어 있음을 알 수 있습니다.
NAND 회로의 진리표
실험 22
계획 "또는 아님"
이 실험은 OR 회로와 NOT 회로(그림 28)의 두 가지 실험을 결합합니다.
쌀. 28. 트랜지스터의 논리 소자 2OR-NOT.
회로는 실험 20과 정확히 같은 방식으로 작동합니다(트랜지스터를 기반으로 "0" 또는 "1"이 생성됨). 유일한 차이점은 트랜지스터가 인버터로 사용된다는 것입니다. "1"이 트랜지스터의 입력에 있으면 "0"이 출력에 있고 그 반대도 마찬가지입니다.
NOR 회로의 진리표
실험 23
트랜지스터에 조립 된 "AND-NOT"계획
이 회로는 두 개의 NOT 논리 회로로 구성되며 트랜지스터 컬렉터는 C 지점에 연결됩니다(그림 29).
두 점 A와 B가 음의 버스에 연결되면 전위가 "0"이 됩니다. 트랜지스터가 닫히고 C 지점에서 높은 전위가 발생하고 전구가 켜지지 않습니다.
쌀. 29. 논리 요소 2I-NOT.
A 지점만 네거티브 버스에 연결되고 B 지점 논리 "1"에서 T1이 닫히고 T2가 열리면 컬렉터 전류가 흐르고 C 지점 논리 "0"에서 불이 켜집니다.
포인트 B가 네거티브 버스에 연결되면 출력도 "0"이되고 표시등이 켜집니다.이 경우 T1이 열리고 T2가 닫힙니다.
마지막으로 지점 A와 B가 논리 "1"(음극 버스에 연결되지 않음)이면 두 트랜지스터가 모두 열려 있습니다. 컬렉터 "0"에서 전류가 두 트랜지스터를 통해 흐르고 표시등이 켜집니다.
NAND 회로의 진리표
실험 24
전화 센서 및 증폭기
실험 방식에서 두 트랜지스터는 모두 증폭기로 사용됩니다. 소리 신호(그림 30).
쌀. 30. 유도 전화 센서.
신호는 선택되어 유도 코일 L의 도움으로 트랜지스터 T1의 베이스에 공급된 다음 증폭되어 전화기에 공급됩니다. 보드에서 회로 조립을 마쳤으면 페라이트 막대를 들어오는 전선에 수직으로 전화기 근처에 놓습니다. 연설이 들릴 것입니다.
이 계획과 미래에는 직경 8mm, 길이 100-160mm, 브랜드 600NN의 페라이트 막대가 유도 코일 L로 사용됩니다. 권선에는 직경이 0.15..0.3mm인 PEL 또는 PEV 유형의 구리 절연 전선이 약 110회 감겨 있습니다.
실험 25
마이크 증폭기
추가 전화기를 사용할 수 있는 경우(그림 31) 이전 실험에서 인덕터 대신 사용할 수 있습니다. 결과적으로 민감한 마이크 증폭기가 생깁니다.
쌀. 31. 마이크 증폭기.
이내에 조립된 회로양방향 통신 장치의 모습을 볼 수 있습니다. 전화 1은 수신 장치(지점 A에서 연결)로 사용하고 전화 2는 출력 장치(지점 B에서 연결)로 사용할 수 있습니다. 이 경우 두 전화기의 두 번째 끝은 음극 버스에 연결해야 합니다.
실험 26
플레이어용 앰프
축음기 증폭기(그림 32)의 도움으로 주변 사람들의 평화를 방해하지 않고 녹음을 들을 수 있습니다.
회로는 두 개의 오디오 증폭 단계로 구성됩니다. 입력 신호는 픽업에서 오는 신호입니다.
쌀. 32. 플레이어용 앰프.
다이어그램에서 문자 A는 센서를 나타냅니다. 이 센서와 커패시터 C2는 초기 볼륨을 줄이기 위한 용량성 전압 분배기입니다. 트리머 커패시터 C3 및 커패시터 C4는 2차 전압 분배기입니다. C3는 볼륨을 제어합니다.
실험 27
"전자 바이올린"
여기에서 멀티바이브레이터 회로는 전자 음악을 만들기 위한 것입니다. 계획은 비슷합니다. 주요 차이점은 트랜지스터 T1의 베이스 바이어스 저항이 가변적이라는 것입니다. 가변 저항과 직렬로 연결된 22kΩ 저항(R2)은 최소 기본 바이어스 저항 T1을 제공합니다(그림 33).
쌀. 33. 음악 생성을 위한 멀티바이브레이터.
실험 28
깜박이는 모스 부저
이 회로에서 멀티바이브레이터는 다음과 같은 펄스를 생성하도록 설계되었습니다. 톤 주파수. 회로에 전원이 공급되면 램프가 켜집니다(그림 34).
이 회로의 전화는 커패시터 C4를 통해 트랜지스터 T2의 컬렉터와 보드의 음극 버스 사이의 회로에 연결됩니다.
쌀. 34. 모스 부호 학습용 생성기.
이 구성표를 사용하여 모스 부호 학습을 연습할 수 있습니다.
사운드 톤이 만족스럽지 않으면 커패시터 C2와 C1을 교체하십시오.
실험 29
메트로놈
메트로놈은 예를 들어 음악에서 리듬(템포)을 설정하는 장치입니다. 이러한 목적을 위해 이전에 진자 메트로놈이 사용되었는데, 이는 템포의 시각적 및 청각적 지정을 모두 제공했습니다.
이 방식에서 이러한 기능은 멀티 바이브레이터에 의해 수행됩니다. 템포 주파수는 약 0.5초입니다(그림 35).
쌀. 35. 메트로놈.
전화기와 표시등 덕분에 설정된 리듬을 듣고 시각적으로 느낄 수 있습니다.
실험 30
자동 리셋 기능이 있는 자동 경보 장치
이 회로(그림 36)는 단일 진동기의 사용을 보여주며 그 작동은 실험 14에 설명되어 있습니다. 초기 상태에서 트랜지스터 T1은 열리고 T2는 닫힙니다. 전화는 여기에서 마이크로 사용됩니다. 마이크에 휘파람을 불거나(그냥 불어도 됨) 가볍게 두드리면 마이크 회로에 교류가 활성화됩니다. 트랜지스터 T1의베이스에 도달하는 음의 신호는 닫히고 트랜지스터 T2를 열면 컬렉터 회로 T2에 전류가 나타나고 전구가 켜집니다. 이때 커패시터(C1)는 저항(R1)을 통해 충전된다. 충전된 커패시터 C2의 전압은 트랜지스터 T1을 열기에 충분합니다. 전구의 연소 시간은 약 4초입니다. 커패시터 C2와 C1이 교환되면 전구의 연소 시간이 30초로 증가합니다. 저항 R4(1kOhm)가 470kOhm으로 교체되면 시간이 4초에서 12초로 증가합니다.
쌀. 36. 음향 신호 장치.
이 실험은 친구들의 서클에서 보여줄 수 있는 트릭으로 제시될 수 있습니다. 이렇게하려면 전화의 마이크 중 하나를 제거하고 보드의 구멍이 마이크의 중심과 일치하도록 전구 근처의 보드 아래에 놓아야합니다. 이제 보드의 구멍을 불면 전구를 불고있는 것처럼 보일 것이므로 불이 켜집니다.
실험 31
수동 리셋 기능이 있는 부저
이 회로(그림 37)는 원칙적으로 이전 회로와 유사하지만 전환할 때 회로가 자동으로 초기 상태, 그리고 이것은 스위치 B를 사용하여 수행됩니다.
쌀. 37. 수동 리셋 기능이 있는 음향 신호 장치.
회로의 준비 상태 또는 초기 상태는 트랜지스터 T1이 열리고 T2가 닫히고 램프가 꺼질 때입니다.
마이크에 대한 가벼운 휘파람은 트랜지스터 T1을 끄는 신호를 제공하고 트랜지스터 T2를 엽니다. 신호 램프가 켜집니다. 트랜지스터 T2가 닫힐 때까지 연소됩니다. 이렇게 하려면 키 B를 사용하여 트랜지스터 T2의 베이스를 음극 버스("접지")로 단락시켜야 합니다. 릴레이와 같은 다른 액추에이터는 유사한 회로에 연결할 수 있습니다.
실험 32
단순 감지기 수신기
초보자 라디오 아마추어의 경우 라디오 수신기 설계는 예를 들어 그림 1에 표시된 다이어그램과 같이 탐지기 수신기와 같은 가장 간단한 구조로 시작해야 합니다. 38.
검출기 수신기는 다음과 같이 작동합니다. 라디오 방송국에서 공중으로 보낸 전자기파는 수신기 안테나를 통과하여 라디오 방송국 신호의 주파수에 해당하는 주파수로 전압을 유도합니다. 유도 전압은 입력 회로 L, C1에 입력됩니다. 즉, 이 회로는 원하는 라디오 방송국의 주파수에 미리 조정되어 있으므로 공진이라고 합니다. 공진 회로에서 입력 신호는 10배로 증폭된 다음 감지기에 공급됩니다.
쌀. 38. 감지기 수신기.
검출기는 변조된 신호를 정류하는 역할을 하는 반도체 다이오드에 조립됩니다. 저주파(오디오) 구성 요소는 헤드폰을 통과하고 해당 라디오 방송국의 전송에 따라 음성이나 음악을 듣게 됩니다. 감지된 신호의 고주파 성분은 헤드폰을 우회하여 커패시터 C2를 통해 접지로 전달됩니다. 커패시터 C2의 커패시턴스는 검출된 신호의 고주파 성분의 필터링 정도를 결정합니다. 일반적으로 커패시터 C2의 커패시턴스는 오디오 주파수에 대해 큰 저항을 나타내고 고주파 성분에 대해 저항이 낮은 방식으로 선택됩니다.
커패시터 C1으로 모든 소형 커패시터를 사용할 수 있습니다. 가변 용량측정 한계 10...200pF 포함. 에 이 생성자회로를 튜닝하기 위해 25 ~ 150pF 용량의 KPK-2 유형의 세라믹 튜닝 커패시터가 사용됩니다.
인덕터 L에는 권선 수 - 110 ± 10, 와이어 직경 - 0.15mm, 유형 - PEV-2, 절연 재료의 프레임 직경 - 8.5mm와 같은 매개 변수가 있습니다.
안테나
올바르게 조립된 수신기는 직경 0.35mm, 길이 15-20m의 구리선 조각인 외부 안테나가 연결되면 즉시 작동하기 시작하며, 지상 위의 특정 높이에서 절연체에 매달려 있습니다. 안테나가 지상보다 높을수록 무선 신호 수신이 더 좋아집니다.
접지
수신기에 접지를 연결하면 수신 볼륨이 커집니다. 접지선은 짧고 저항이 적어야 합니다. 그 끝은 땅속으로 깊숙이 들어가는 구리 파이프에 연결되어 있습니다.
실험 33
저주파 증폭기가 있는 감지기 수신기
이 회로(그림 39)는 이전 검출기 수신기 회로와 유사하지만 유일한 차이점은 가장 단순한 증폭기트랜지스터 T에 조립된 저주파. 저주파 증폭기는 다이오드가 감지한 신호의 전력을 증가시키는 역할을 합니다. 튜닝 방식 진동 회로커패시터 C2(0.1uF)를 통해 다이오드에 연결되고 저항 R1(100kOhm)은 다이오드에 일정한 바이어스를 제공합니다.
쌀. 39. 단일 단계 ULF가 있는 감지기 수신기.
트랜지스터의 정상적인 작동을 위해 9V 전원 공급 장치가 사용되며 필요한 작동 모드를 생성하기 위해 트랜지스터의 베이스에 전압을 제공하려면 저항 R2가 필요합니다.
이 회로는 앞의 실험과 같이 외부 안테나와 접지가 필요하다.
실험 34
단순 트랜지스터 수신기
수신기 (그림 40)는 다이오드 D 대신 트랜지스터가 설치되어 고주파 발진 감지기와 저주파 증폭기로 동시에 작동한다는 점에서 이전 수신기와 다릅니다.
쌀. 40. 단일 트랜지스터 수신기.
이 수신기의 고주파 신호 감지는베이스 이미 터 섹션에서 수행되므로 이러한 수신기에는 특수 감지기 (다이오드)가 필요하지 않습니다. 발진 회로가 있는 트랜지스터는 이전 회로에서와 같이 0.1μF 커패시터를 통해 연결되고 디커플링됩니다. 커패시터 C3은 트랜지스터에 의해 증폭되는 신호의 고주파수 성분을 필터링하는 역할을 합니다.
실험 35
재생 수신기
이 수신기(그림 41)에서 회생은 회로의 감도와 선택성을 향상시키는 데 사용됩니다. 이 역할은 코일 L2에 의해 수행됩니다. 이 회로의 트랜지스터는 이전 회로와 약간 다르게 켜집니다. 입력 회로의 신호 전압은 트랜지스터의 베이스에 공급됩니다. 트랜지스터는 신호를 감지하고 증폭합니다. 신호의 고주파 성분은 필터 커패시터 C3에 즉시 입력되지 않고 먼저 루프 코일 L1과 동일한 코어에 위치한 피드백 권선 L2를 통과합니다. 코일이 동일한 코어에 배치되어 있기 때문에 코일 사이에 유도 연결이 있고 트랜지스터의 컬렉터 회로에서 고주파 신호의 증폭 된 전압의 일부가 다시 수신기의 입력 회로에 들어갑니다. 커플링 코일 L2의 끝단을 올바르게 연결하면 유도 커플링으로 인해 L1 회로에 공급되는 피드백 전압이 안테나에서 오는 신호와 위상이 일치하고 신호가 그대로 증가합니다. 이것은 수신기의 감도를 증가시킵니다. 그러나 큰 유도 결합을 사용하면 이러한 수신기가 감쇠되지 않은 발진기로 바뀔 수 있으며 전화에서 날카로운 휘파람이 들립니다. 과도한 여자를 제거하려면 코일 L1과 L2 사이의 결합 정도를 줄이는 것이 필요합니다. 이것은 코일을 서로 제거하거나 L2 코일의 회전 수를 줄임으로써 달성됩니다.
쌀. 41. 재생 수신기.
피드백이 원하는 효과를 제공하지 않고 피드백이 도입되면 이전에 잘 들렸던 방송국의 수신이 완전히 중지될 수 있습니다. 이것은 양의 피드백 대신 음의 피드백이 형성되었으며 L2 코일의 끝을 바꿔야 함을 나타냅니다.
라디오 방송국에서 가까운 거리에서 설명 된 수신기는없이 잘 작동합니다. 외부 안테나, 자기 안테나당.
라디오 방송국의 가청도가 낮은 경우에도 외부 안테나를 수신기에 연결해야 합니다.
하나의 페라이트 안테나가 있는 수신기는 라디오 방송국에서 나오는 전자파가 발진 회로의 코일에서 가장 큰 신호를 생성하도록 설치해야 합니다. 따라서 가변 커패시터의 도움으로 라디오 방송국의 신호에 동조했을 때 가청도가 좋지 않으면 필요한 볼륨으로 전화기에서 신호를 수신하도록 회로를 돌립니다.
실험 36
2-트랜지스터 재생 수신기
이 회로(그림 42)는 T2 트랜지스터에 조립된 저주파 증폭기를 사용한다는 점에서 이전 회로와 다릅니다.
2-트랜지스터 회생 수신기의 도움으로 많은 수의 라디오 방송국을 수신할 수 있습니다.
쌀. 42. 저주파 증폭기가 있는 재생 수신기.
이 키트(세트 2번)에는 장파 코일만 있지만 적절한 튜닝 코일을 사용하면 중파 및 단파 모두에서 회로를 작동할 수 있습니다. 직접 만들 수 있습니다.
실험 37
"방향 찾기"
이 실험의 방식은 안테나와 접지가 없는 실험 36의 방식과 유사하다.
강력한 라디오 방송국에 맞추십시오. 보드를 손에 들고(수평해야 함) 소리(신호)가 사라지거나 최소한 최소한으로 감소할 때까지 회전합니다. 이 위치에서 페라이트의 축은 정확히 송신기를 가리킵니다. 이제 보드를 90° 돌리면 신호가 명확하게 들립니다. 그러나 더 정확하게는 라디오 방송국의 위치는 나침반을 사용하여 방위각의 각도를 결정하는 그래프 수학 방법으로 결정할 수 있습니다.
이렇게하려면 A와 B의 다른 위치에서 송신기의 방향을 알아야합니다 (그림 43, a).
우리가 지점 A에 있다고 가정하고 송신기의 방향을 결정하면 60 °입니다. 이제 거리 AB를 측정하면서 점 B로 이동해 보겠습니다. 송신기 위치의 두 번째 방향을 결정합시다. 30°입니다. 두 방향의 교차점이 전송 스테이션의 위치입니다.
쌀. 43. 라디오 방송국의 방향 찾기 계획.
위치가 표시된 지도가 있는 경우 방송국, 즉, 귀하의 위치를 정확하게 파악하는 능력입니다.
스테이션 A에 맞추고 45° 각도로 둔 다음 스테이션 B에 맞추십시오. 방위각은 예를 들어 90°입니다. 이 각도가 주어지면 점 A와 B를 통해 지도에 선을 그리면 교차점이 귀하의 위치를 알려줍니다(그림 43, b).
같은 방식으로 배와 비행기는 이동하는 과정에서 방향을 지정합니다.
체인 제어
실험 중에 회로가 안정적으로 작동하려면 배터리가 충전되어 있고 모든 연결이 깨끗하며 모든 너트가 단단히 조여져 있는지 확인해야 합니다. 배터리 리드는 올바르게 연결해야 합니다. 연결할 때 전해 콘덴서와 다이오드의 극성을 엄격하게 준수해야합니다.
구성품 확인
다이오드는 다음에서 테스트할 수 있습니다. 트랜지스터 - 인; 전해 콘덴서(10 및 100 마이크로패럿) - c. 헤드폰을 배터리에 연결하여 확인할 수도 있습니다. 이어피스에서 "딱딱"하는 소리가 들립니다.