Электроника для начинающих

Восемь сотрудников компании Уильяма Шокли вскоре предали его, уволившись и основав свой собственный бизнес, т. е. компанию Fairchild Semiconductor, которая впоследствии стала необычайно успешной, как производитель транзисторов, а позднее и интегральных схем.

Транзисторы и реле

Одно из ограничений, которое накладывается на биполярные транзисторы n-p-n- и p-n-p-типа, заключается в том, что они естественным образом находятся в состоянии «выключено» до тех пор, пока вы не переведете их в положение «включено». Они ведут себя как нормально разомкнутые кнопки, которые проводят электрический ток только тогда, когда находятся в нажатом состоянии. Они не похожи на обычные переключатели, которые находятся во включенном состоянии до тех пор, пока сигнал их не переведет в состояние выключено.

Реле обладает большими возможностями переключения. Оно может быть нормально разомкнутым, нормально замкнутым или может быть двухпозиционным переключателем, который предоставляет вам возможность выбора из двух позиций «включено». Оно также может быть двухполюсным, что делает возможным соединять (или разрывать) два полностью раздельных контакта, когда вы подаете на реле напряжение. Устройства, состоящие из одного транзистора, не могут обеспечить двухпозиционные и двухполюсные функции, хотя вы можете сделать более сложную схему на основе транзисторов, которая будет выполнять и эти функции.

Далее в табл. 2.4 приведен обобщенный список некоторых сравнительных характеристик транзистора и реле.

Выбор между реле или транзистором будет зависеть от каждого конкретного случая использования.

Наблюдение тока

Если вы хотите получить более точное представление о том, как работает транзистор, то вам нужно попытаться выполнить приведенный далее опыт. Он показывает точное поведение и ограничения транзистора 2N2222, который вы использовали в эксперименте 10.

Я уже говорил, что в n-p-n-транзисторах коллектор должен быть всегда более положительным, чем эмиттер, а база должна иметь потенциал где-то между этими двумя значениями напряжения. На рис. 2.89 показано это приблизительное соотношение. Теперь я хочу добавить некоторые цифры в эти общие заявления.

Рис. 2.89. Для правильного функционирования n-p-n-транзисторов требуется поддерживать это соотношение между потенциалами точек

Посмотрите на схему на рис. 2.90 и проверьте значения компонентов. Следует заметить, что общее сопротивление резисторов R1 + R2, расположенных выше транзистора, является таким же, что и суммарное сопротивление резисторов R3 + R4. Поэтому потенциал базы транзистора должен быть где-то посередине между двумя максимумами, до тех пор, пока вы не будете с помощью потенциометра P1 регулировать напряжение на базе транзистора.

Рис. 2.90.Это практически та же самая схема только с добавленным потенциометром и удаленным светодиодом.

_{Значения компонентов: R1 — резистор с сопротивлением 180 Ом; R2 — резистор с сопротивлением 10 кОм; R3 — резистор с сопротивлением 180 Ом; R4 — резистор с сопротивлением 10 кОм; P1 — потенциометр с линейной характеристикой и сопротивлением 1 МОм; Q1 — транзистор типа 2N2222}

Два резистора R1 и R3 сопротивлением 180 Ом защищают транзистор от избыточного тока. Два резистора R2 и R4 сопротивлением 10 кОм защищают базу транзистора, когда движок потенциометра перемещен в крайнее верхнее или в крайнее нижнее положение.

Я хотел бы посмотреть, что делает транзистор. Сделать это можно путем измерения тока, протекающего через базу в месте, помеченном, как A1 (см. рис. 2.90), а также измерить суммарный ток, который протекает через эмиттер в месте, обозначенном, как A2. Для этого было бы очень хорошо иметь два прибора, но поскольку это не совсем практично, то на рис. 2.91 и 2.92 показано, как вы можете, переключая один мультиметр на макетной плате, выполнить измерения в двух этих местах.

Рис. 2.91.Мультиметр, измеряющий ток через базу транзистора в точке А1 (см. рис. 2.90)

Рис. 2.92. Один конец резистора R3 был отсоединен от макетной платы, поэтому мультиметр в настоящий момент измеряет ток, который проходит через эмиттер транзистора, и сопротивление R3, т. е. в точке А2 (см. рис. 2.90)