Τα τρανζίστορ είναι συσκευές ημιαγωγών με τουλάχιστον τρία τερματικά. Ένα μικρό ρεύμα ή τάση μέσω ενός τερματικού χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ροής ρεύματος μέσω των άλλων. Επομένως, μπορεί να θεωρηθεί ότι συμπεριφέρονται σαν βαλβίδες. Οι σημαντικότερες χρήσεις τους είναι ως διακόπτες και ενισχυτές. Τα τρανζίστορ διατίθενται σε διάφορους τύπους. Τα διπολικά έχουν είτε στρώματα npn είτε pnp, με ένα καλώδιο συνδεδεμένο σε κάθε ένα. Τα καλώδια είναι η βάση, ο πομπός και ο συλλέκτης. Η βάση χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ροής ρεύματος μέσω των άλλων δύο. Ο πομπός εκπέμπει ελεύθερα ηλεκτρόνια στη βάση και ο συλλέκτης συλλέγει ελεύθερα ηλεκτρόνια από τη βάση. Ένα τρανζίστορ npn έχει τη βάση ως το μεσαίο στρώμα p, και ο εκπομπός και ο συλλέκτης ως τα δύο στρώματα n στρώνουν τη βάση. Τα τρανζίστορ μοντελοποιούνται ως δίοδοι πλάτης-πλάτης. Για ένα npn, ο εκπομπός βάσης συμπεριφέρεται ως δίοδος με προκαθορισμένη προς τα εμπρός και ο συλλέκτης βάσης συμπεριφέρεται ως δίοδος αντίστροφης μεροληψίας. Ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο κύκλωμα τρανζίστορ είναι γνωστό ως CE ή κοινή σύνδεση πομπού, όπου η γείωση της πηγής ισχύος είναι συνδεδεμένη με τον πομπό.
Μετρήστε την αντίσταση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού. Κάνετε αυτό τοποθετώντας το πολύμετρο στη ρύθμιση αντίστασης και τοποθετώντας έναν καθετήρα στον κατάλληλο ακροδέκτη. Εάν δεν είστε βέβαιοι ποιος αγωγός είναι ο συλλέκτης και ποιος είναι ο πομπός, ανατρέξτε στο πακέτο στο οποίο ήρθε το τρανζίστορ ή τις προδιαγραφές στον ιστότοπο του κατασκευαστή. Αντιστρέψτε τους ανιχνευτές και μετρήστε ξανά την αντίσταση. Θα πρέπει να διαβάζεται στο εύρος των μεγαόμων για οποιαδήποτε κατεύθυνση. Εάν όχι, το τρανζίστορ είναι κατεστραμμένο.
Μετρήστε την εμπρόσθια και την αντίστροφη αντίσταση των αγωγών εκπομπού βάσης. Κάνετε αυτό τοποθετώντας τον κόκκινο ανιχνευτή στη βάση και τον μαύρο ανιχνευτή στον πομπό και στη συνέχεια αντιστρέφοντας. Υπολογίστε την αναλογία προς τα πίσω προς τα εμπρός. Εάν αυτό δεν είναι μεγαλύτερο από 1000: 1, το τρανζίστορ είναι κατεστραμμένο.
Επαναλάβετε το βήμα 2 για τις μπροστινές και αντίστροφες αντιστάσεις των αγωγών συλλογής-βάσης.
Καλώψτε ένα κύκλωμα CE. Χρησιμοποιήστε μια τάση βάσης 3 V που είναι συνδεδεμένη σε μια αντίσταση 100k. Τοποθετήστε την αντίσταση 1k στον συλλέκτη και συνδέστε το άλλο άκρο της με την μπαταρία 9 volt. Ο πομπός πρέπει να πάει στο έδαφος.
Μετρήστε το "Vce", την τάση μεταξύ του συλλέκτη και του πομπού.
Μετρήστε το "Vbe", την τάση μεταξύ του πομπού και της βάσης. Στην ιδανική περίπτωση, αυτό θα πρέπει να είναι περίπου 0,7 V.
Υπολογισμός Vce. Vce = Vc - Ve Δεδομένου ότι αυτό είναι ένα κοινό κύκλωμα σύνδεσης πομπού, Ve = 0, και συνεπώς το Vce πρέπει να προσεγγίζει την τιμή της δεύτερης μπαταρίας. Πώς συγκρίνεται ο υπολογισμός με την τιμή μέτρησης στο Βήμα 5;
Υπολογίστε "Vr", την τάση βάσης κατά μήκος της αντίστασης. Η πηγή τάσης βάσης Vbb = 3 V, που είναι η μπαταρία. Το Vbe κυμαίνεται από 0,6 έως 0,7 V για ένα τρανζίστορ πυριτίου. Υποθέστε Vbe = Vb = 0,7 V. Χρησιμοποιώντας τον Νόμο του Kirchhoff για τον αριστερό βρόχο βάσης, Vr = Vbb - Vbe = 3 V - 0,7 V = 2,3 V.
Υπολογίστε το "Ib", το ρεύμα μέσω της αντίστασης βάσης. Χρησιμοποιήστε το Ohm's Law V = IR. Η εξίσωση είναι Ib = Vbb - Vbe / Rb = 2,3 V / 100k ohms = 23 uA (microamps).
Υπολογίστε το τρέχον συλλέκτη Ic. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε το dc beta gain Bbc. Το Bbc είναι ένα τρέχον κέρδος καθώς ένα μικρό σήμα στη βάση δημιουργεί μεγαλύτερο ρεύμα στον συλλέκτη. Ας υποθέσουμε ότι Bbc = 200. Χρησιμοποιώντας Ic = Bbc * Ib = 200 * 23 uA, η απάντηση είναι 4,6 mA.
Πράγματα που θα χρειαστείτε
- Ένα τρανζίστορ 2N3904 npn
- 100k αντίσταση
- 1 k αντίσταση
- Ψωμί
- Σύρμα κυκλώματος
- Πολύμετρο
- Μπαταρίες 3 V και 9 V
Συμβουλές
-
Μπορεί να θέλετε να μετρήσετε την τάση και των δύο πηγών μπαταρίας για να βεβαιωθείτε ότι πλησιάζουν τις συνιστώμενες τιμές των 3 V και 9 V.
Θυμηθείτε ότι οι αντιστάσεις ενδέχεται να είναι μακριά από το 20 τοις εκατό από τη θεωρητική τιμή.
Προειδοποιήσεις
-
Τα τρανζίστορ είναι ευαίσθητα συστατικά. Μην τραβάτε τα καλώδια πολύ μακριά, όταν τα τοποθετείτε στην πλακέτα κυκλώματος.
Μην υπερβαίνετε το συνιστώμενο μέγιστο ρεύμα ή τάση στα καλώδια.
Μην συνδέετε ποτέ το τρανζίστορ προς τα πίσω.
Να είστε πάντα προσεκτικοί όταν κατασκευάζετε ηλεκτρικά κυκλώματα για να αποφύγετε να κάψετε τον εαυτό σας ή να καταστρέψετε τον εξοπλισμό σας.