Tranzystory to urządzenia półprzewodnikowe z co najmniej trzema zaciskami. Mały prąd lub napięcie przez jeden zacisk służy do kontrolowania przepływu prądu przez pozostałe. Dlatego można uznać, że zachowują się jak zawory. Ich najważniejsze zastosowania to przełączniki i wzmacniacze. Tranzystory występują w kilku typach. Bipolarne mają warstwy npn lub pnp, do każdej z nich dołączony jest ołów. Wyprowadzeniami są podstawa, emiter i kolektor. Podstawa służy do kontrolowania przepływu prądu przez pozostałe dwa. Emiter emituje wolne elektrony do podstawy, a kolektor zbiera wolne elektrony z podstawy. Tranzystor npn ma bazę jako środkową warstwę p, a emiter i kolektor jako dwie warstwy n przylegające do bazy. Tranzystory są modelowane jako diody typu back-to-back. Dla npn, baza-emiter zachowuje się jak dioda spolaryzowana do przodu, a baza-kolektor zachowuje się jak dioda spolaryzowana zaporowo. Jeden z powszechnie stosowanych obwodów tranzystorowych jest znany jako połączenie CE lub wspólnego emitera, w którym strona uziemienia źródła zasilania jest połączona z emiterem.
Zmierz rezystancję między kolektorem a emiterem. Zrób to, umieszczając multimetr na ustawieniu oporu i umieszczając sondę na odpowiednim zacisku. Jeśli nie masz pewności, który przewód jest kolektorem, a który emiterem, zapoznaj się z opakowaniem tranzystora lub specyfikacją na stronie internetowej producenta. Odwróć sondy i ponownie zmierz rezystancję. Powinno być w zakresie megaomów dla obu kierunków. Jeśli nie, tranzystor jest uszkodzony.
Zmierzyć rezystancję do przodu i do tyłu przewodów baza-emiter. Zrób to, umieszczając czerwoną sondę na podstawie, a czarną na emiterze, a następnie cofając. Oblicz stosunek do tyłu do przodu. Jeśli jest to nie więcej niż 1000:1, tranzystor jest uszkodzony.
Powtórz krok 2 dla rezystancji do przodu i do tyłu przewodów podstawy kolektora.
Podłącz obwód CE. Użyj napięcia bazowego 3 V, które jest podłączone do rezystora 100k. Umieść rezystor 1k na kolektorze i podłącz drugi koniec do 9-woltowego akumulatora. Emiter powinien zejść na ziemię.
Zmierz "Vce", napięcie między kolektorem a emiterem.
Zmierz "Vbe", napięcie między emiterem a podstawą. Idealnie powinno to być około 0,7 V.
Oblicz Vce. Vce = Vc -- Ve Ponieważ jest to wspólny obwód podłączenia emitera, Ve = 0, a zatem Vce powinno być zbliżone do wartości drugiej baterii. Jak wyliczenie wypada w porównaniu z wartością pomiaru w kroku 5?
Oblicz "Vr", napięcie bazowe na rezystorze. Bazowe źródło napięcia Vbb = 3 V, którym jest bateria. Vbe waha się od 0,6 do 0,7 V dla tranzystora krzemowego. Załóżmy, że Vbe = Vb = 0,7 V. Używając prawa Kirchhoffa dla lewej pętli podstawy, Vr = Vbb -- Vbe = 3 V -- 0,7 V = 2,3 V.
Oblicz „Ib”, prąd płynący przez opornik bazowy. Użyj prawa Ohma V = IR. Równanie to Ib = Vbb -- Vbe/ Rb = 2,3 V/100 kiloomów = 23 uA (mikroamperów).
Oblicz prąd kolektora Ic. Aby to zrobić, użyj dc beta gain Bbc. Bbc to wzmocnienie prądowe, ponieważ mały sygnał u podstawy wytwarza większy prąd w kolektorze. Załóżmy, że BBC = 200. Używając Ic = Bbc * Ib = 200 * 23 uA, odpowiedź wynosi 4,6 mA.
Rzeczy, których będziesz potrzebować
- Jeden tranzystor npn 2N3904
- rezystor 100k 100
- rezystor 1k 1
- Deska do krojenia chleba
- Przewód obwodu
- Multimetr
- Baterie 3 V i 9 V
Wskazówki
-
Możesz zmierzyć napięcie obu źródeł baterii, aby upewnić się, że są one zbliżone do zalecanych wartości 3 V i 9 V.
Pamiętaj, że rezystory mogą różnić się nawet o 20 procent od wartości teoretycznej.
Ostrzeżenia
-
Tranzystory to delikatne elementy. Nie odciągaj przewodów zbyt daleko od siebie podczas umieszczania jednego na płytce drukowanej.
Nie przekraczaj zalecanego maksymalnego prądu lub napięcia w przewodach.
Nigdy nie podłączaj tranzystora odwrotnie.
Zawsze należy zachować ostrożność podczas budowania obwodów elektrycznych, aby uniknąć poparzenia lub uszkodzenia sprzętu.
