Transistors zijn halfgeleidercomponenten met ten minste drie terminals. Een kleine stroom of spanning door één klem wordt gebruikt om de stroom door de andere te regelen. Ze kunnen daarom worden geacht zich als kleppen te gedragen. Hun belangrijkste toepassingen zijn als schakelaars en versterkers. Transistors zijn er in verschillende soorten. Bipolaire hebben ofwel npn- of pnp-lagen, met aan elke laag een kabel. De leads zijn de basis, emitter en collector. De basis wordt gebruikt om de stroom door de andere twee te regelen. De emitter zendt vrije elektronen uit in de basis en de collector verzamelt vrije elektronen van de basis. Een npn-transistor heeft de basis als de middelste p-laag en de emitter en collector als de twee n-lagen die de basis insluiten. Transistors zijn gemodelleerd als back-to-back diodes. Voor een npn gedraagt de basis-emitter zich als een voorwaarts voorgespannen diode en de basis-collector gedraagt zich als een omgekeerd voorgespannen diode. Een veelgebruikt transistorcircuit staat bekend als een CE- of common emitter-verbinding, waarbij de aardzijde van de stroombron is verbonden met de emitter.
Meet de weerstand tussen de collector en de emitter. Doe dit door de multimeter op de weerstandsstand te zetten en door een sonde op de daarvoor bestemde klem te plaatsen. Als u niet zeker weet welke lead de collector is en welke de emitter, raadpleeg dan de verpakking waarin de transistor is geleverd of de specificaties op de website van de fabrikant. Draai de sondes om en meet de weerstand opnieuw. Het moet in het megaohm-bereik voor beide richtingen lezen. Zo niet, dan is de transistor beschadigd.
Meet de voorwaartse en achterwaartse weerstanden van de basis-emitterkabels. Doe dit door de rode sonde op de basis en de zwarte sonde op de zender te plaatsen en vervolgens om te keren. Bereken de omgekeerde naar voorwaartse verhouding. Als dit niet meer dan 1000:1 is, is de transistor beschadigd.
Herhaal stap 2 voor de voorwaartse en achterwaartse weerstanden van de collector-basisdraden.
Sluit een CE-circuit aan. Gebruik een basisspanning van 3 V die is aangesloten op een weerstand van 100k. Plaats de 1k weerstand op de collector en sluit het andere uiteinde aan op de 9 volt batterij. De zender moet naar de grond gaan.
Meet "Vce", de spanning tussen de collector en de emitter.
Meet "Vbe", de spanning tussen de zender en de basis. Idealiter zou dit ongeveer 0,7 V moeten zijn.
Bereken Vce. Vce = Vc -- Ve Aangezien dit een gemeenschappelijk emitterverbindingscircuit is, is Ve = 0, en dus zou Vce de waarde van de tweede batterij moeten benaderen. Hoe verhoudt de berekening zich tot de meetwaarde in stap 5?
Bereken "Vr", de basisspanning over de weerstand. De basisspanningsbron Vbb = 3 V, dat is de batterij. Vbe varieert van 0,6 tot 0,7 V voor een siliciumtransistor. Neem aan dat Vbe = Vb = 0,7 V. Met behulp van de wet van Kirchhoff voor de linker basislus, Vr = Vbb -- Vbe = 3 V -- 0,7 V = 2,3 V.
Bereken "Ib", de stroom door de basisweerstand. Gebruik de wet van Ohm V = IR. De vergelijking is Ib = Vbb -- Vbe/ Rb = 2,3 V/100k ohm = 23 uA (microampère).
Bereken de collectorstroom Ic. Gebruik hiervoor de dc beta gain Bbc. Bbc is een stroomversterking omdat een klein signaal aan de basis een grotere stroom bij de collector creëert. Neem aan dat BBC = 200. Met Ic = Bbc*Ib = 200 * 23 uA is het antwoord 4,6 mA.
Dingen die je nodig hebt
- Eén 2N3904 npn-transistor
- 100k weerstand
- 1k weerstand
- Breadboard
- Circuit draad:
- Multimeter
- 3 V en 9 V batterijen
Tips
-
Mogelijk wilt u de spanning van beide accubronnen meten om er zeker van te zijn dat ze in de buurt van de aanbevolen waarden van 3 V en 9 V liggen.
Onthoud dat de weerstanden tot 20 procent van de theoretische waarde kunnen afwijken.
Waarschuwingen
-
Transistoren zijn delicate componenten. Trek de kabels niet te ver uit elkaar wanneer u er een in de printplaat plaatst.
Overschrijd de aanbevolen maximale stroom of spanning in de kabels niet.
Sluit de transistor nooit achterstevoren aan.
Wees altijd voorzichtig bij het bouwen van elektrische circuits om te voorkomen dat u zich brandt of uw apparatuur beschadigt.
