Transistoren sind Halbleiterbauelemente mit mindestens drei Anschlüssen. Ein kleiner Strom oder eine kleine Spannung durch einen Anschluss wird verwendet, um den Stromfluss durch die anderen zu steuern. Sie können daher als Ventile betrachtet werden. Ihre wichtigsten Verwendungen sind als Schalter und Verstärker. Transistoren gibt es in mehreren Typen. Bipolare haben entweder npn- oder pnp-Schichten, an denen jeweils eine Leitung angebracht ist. Die Anschlüsse sind Basis, Emitter und Kollektor. Die Basis wird verwendet, um den Stromfluss durch die anderen beiden zu steuern. Der Emitter emittiert freie Elektronen in die Basis und der Kollektor sammelt freie Elektronen von der Basis. Ein npn-Transistor hat die Basis als mittlere p-Schicht und den Emitter und Kollektor als die beiden n-Schichten, die die Basis einschließen. Transistoren werden als Back-to-Back-Dioden modelliert. Bei einem npn verhält sich der Basis-Emitter wie eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode und der Basis-Kollektor verhält sich wie eine in Sperrrichtung vorgespannte Diode. Eine weit verbreitete Transistorschaltung ist als CE- oder Common-Emitter-Verbindung bekannt, bei der die Masseseite der Stromquelle mit dem Emitter verbunden ist.
Messen Sie den Widerstand zwischen Kollektor und Emitter. Stellen Sie dazu das Multimeter auf die Widerstandseinstellung und platzieren Sie eine Sonde an der entsprechenden Klemme. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Leitung der Kollektor und welche der Emitter ist, lesen Sie die Verpackung des Transistors oder die Spezifikationen auf der Website des Herstellers. Drehen Sie die Sonden um und messen Sie den Widerstand erneut. Es sollte für beide Richtungen im Megaohm-Bereich liegen. Wenn nicht, ist der Transistor beschädigt.
Messen Sie die Vorwärts- und Rückwärtswiderstände der Basis-Emitter-Leitungen. Setzen Sie dazu die rote Sonde auf die Basis und die schwarze Sonde auf den Sender und kehren Sie dann um. Berechnen Sie das Verhältnis von Rückwärts zu Vorwärts. Wenn dieser nicht mehr als 1000:1 beträgt, ist der Transistor beschädigt.
Wiederholen Sie Schritt 2 für die Vorwärts- und Rückwärtswiderstände der Kollektor-Basis-Leitungen.
Verdrahten Sie einen CE-Stromkreis. Verwenden Sie eine Basisspannung von 3 V, die mit einem 100k-Widerstand verbunden ist. Platzieren Sie den 1k-Widerstand am Kollektor und verbinden Sie das andere Ende davon mit der 9-Volt-Batterie. Der Emitter sollte auf Masse gehen.
Messen Sie "Vce", die Spannung zwischen Kollektor und Emitter.
Messen Sie "Vbe", die Spannung zwischen dem Emitter und der Basis. Idealerweise sollte dieser etwa 0,7 V betragen.
Berechne Vce. Vce = Vc - Ve Da dies eine gemeinsame Emitter-Verbindungsschaltung ist, ist Ve = 0, und daher sollte Vce sich dem Wert der zweiten Batterie annähern. Wie vergleicht sich die Berechnung mit dem Messwert in Schritt 5?
Berechnen Sie "Vr", die Basisspannung am Widerstand. Die Basisspannungsquelle Vbb = 3 V, das ist die Batterie. Vbe reicht von 0,6 bis 0,7 V für einen Siliziumtransistor. Angenommen Vbe = Vb = 0,7 V. Unter Verwendung des Kirchhoffschen Gesetzes für die linke Basisschleife gilt Vr = Vbb – Vbe = 3 V – 0,7 V = 2,3 V.
Berechnen Sie "Ib", den Strom durch den Basiswiderstand. Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz V = IR. Die Gleichung lautet Ib = Vbb – Vbe/Rb = 2,3 V/100k Ohm = 23 uA (Mikroampere).
Berechnen Sie den Kollektorstrom Ic. Verwenden Sie dazu die DC-Beta-Verstärkung Bbc. Bbc ist eine Stromverstärkung, da ein kleines Signal an der Basis einen größeren Strom am Kollektor erzeugt. Angenommen, BBC = 200. Bei Verwendung von Ic = Bbc*Ib = 200 * 23 uA lautet die Antwort 4,6 mA.
Dinge, die du brauchen wirst
- Ein 2N3904 npn-Transistor
- 100k Widerstand
- 1k Widerstand
- Steckbrett
- Schaltungsdraht
- Multimeter
- 3 V und 9 V Batterien
Tipps
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Möglicherweise möchten Sie die Spannung beider Batteriequellen messen, um sicherzustellen, dass sie sich in der Nähe der empfohlenen Werte von 3 V und 9 V befinden.
Denken Sie daran, dass die Widerstände bis zu 20 Prozent vom theoretischen Wert abweichen können.
Warnungen
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Transistoren sind empfindliche Bauteile. Ziehen Sie die Kabel nicht zu weit auseinander, wenn Sie eines in die Leiterplatte stecken.
Überschreiten Sie nicht den empfohlenen maximalen Strom oder die maximale Spannung in den Leitungen.
Verdrahten Sie den Transistor niemals rückwärts.
Seien Sie immer vorsichtig, wenn Sie Stromkreise bauen, um zu vermeiden, dass Sie sich verbrennen oder Ihre Ausrüstung beschädigen.