Tranzistori - Fizica de la A la Z pentru elevi
Tranzistorul este un dispozitiv foarte important, care este în centrul circuitelor electronice. Acesta poate fi conectat la circuitul singur sau face parte dintr-un circuit integrat format pe un cip semiconductor. Tranzistoarele sunt de două tipuri: cu o joncțiune p-n (bipolar) și câmp. Vor fi luate în considerare numai tranzistori cu p-n-intersecții.
tranzistor bipolar are două p-n-joncțiuni atașate reciproc. Acest construct de material „sandwich“ poate fi, fie de tip p sau n-tip ca „umplutură“ porțiunea de mijloc, așa cum se arată în figura 1.
Acest tip de tranzistor are trei terminale, numite e-emitor și bază-colector b .; b bază este „umplutura“ în acest tip sandwich, și are o grosime de doar câțiva micrometri. O săgeată marcată pe emițător de intrare indică direcția de curent (de exemplu, sarcina pozitiva sau „gaura“ ..) condiționat; electroni, desigur, se deplaseze în direcția opusă. Astfel, acul este întotdeauna îndreptată spre materialul de tip n. Figura 2 prezintă simbolurile terminale tranzistor.
Pentru a opera terminalul de bază al tranzistorului trebuie să fie conectat, astfel încât unul dintre p-n-intersecții a fost polarizare directă, adică. E. Potențialul a fost alimentat la acesta, astfel încât a dirijat. Celălalt p-n-tranziția trebuie să aibă o prejudecată inversă, adică. E. Nu ține (Fig. 3). In emitor conjuncție - un strat de bază de epuizare a scăzut, deoarece are o polarizare directă, iar stratul de epuizare în compusul colector - bază a crescut. Rezultatul este o bază mică curent Ib. de la bază la emițător, și un colector mult mai mare curent Ic între colector și emițător. Conform primei legi a lui Kirchhoff trebuie să fie clar că emițătorul curent Ie = IB + Ic
Tranzistorul ca un amplificator de curent
Deși două separat, așa cum se arată în figura 3 bateriile furnizează s'mescheniya corectă pe fiecare p-n-joncțiune, dar bateriile de separare opțional. Figura 4 prezintă o metodă de comutare n-p-n-tranzistor la un circuit emițător comun cu lampa într-un circuit colector L1 - L2 bec emițător și un rezistor R (tipic 1 kohm) în baza de buclă - emitor.
Terminalul de bază a tuturor tranzistori pentru a fi conectat la colector printr-un rezistor de limitare a curentului protejează tranzistorul deteriorării și asigură capacitatea necesară la baza. Colectorul de n-p-n-tranzistor trebuie să fie conectat la borna bateriei polozhitel-- Nome, în timp ce p-n-p tranzistor trebuie să fie conectat la terminalul negativ.
Când comutatorul S este închis, lumina se aprinde L1 și L2 lumină acolo. mic curent trece prin L2. dar este prea mic pentru a aprinde lampa. Acest lucru poate fi demonstrat prin defiletati L2 bulb; L1 se stinge imediat, deoarece circuitul de bază este rupt. bulbilor L2 Înlocuirea „inclusiv“ de bază scăzută curent Ih (de exemplu, 0,5 mA). permițând colector mare curent Ic (să zicem, 50 mA) pentru a trece prin L1 bec. lumini strălucitoare. mici modificări în baza de date curentă condusă de „mare“ se schimbă curentul din circuitul colector și, prin urmare, tranzistorul acționează ca un amplificator de curent. amplificare curentă hFE egală cu raportul Ic / I; în exemplul hFE este 100.
Tranzistorul poate fi utilizat ca un dispozitiv care cuprinde o. Orice dispozitiv care poate „activa“ un mic curent la baza circuitului tranzistor, va provoca un curent mare în circuitul colector. Acest curent poate fi obligat să lucreze un bec, un difuzor sau releu. Releele pot declanșa la rândul său, apelul sau motorul și așa mai departe. Traductori (dispozitive pentru a converti energia dintr-o formă în alta), cum ar fi fotocelule, termistoare și microfoane pot fi folosite pentru a genera un mic curent electric atunci când este expusă la lumină, căldură și sunet, respectiv. Două moduri de tranzistor: folosind elementul ca în figura 3, sau un singur rezistor așa cum se arată în figura 4, - în practică înlocuită cu utilizarea unui divizor de tensiune așa cum se arată în figura 5, de asemenea. În acest caz, cele două rezistențe sunt selectate în așa fel încât baza este atașat la o tensiune de polarizare adecvată. Prin selectarea valorilor adecvate pentru R1 și R2 pot fi selectate și potențialul X pentru a transforma tranzistor. Un exemplu simplu numeric divizorului de tensiune illyustriruyuschiGgprintsip funcționare prezentată în figura 5b.
Figura 6 prezintă un procedeu simplu disjunctoare, care funcționează sub influența luminii și a căldurii. În Figura 6, un rezistor divizor de tensiune R2 este înlocuit cu fotorezistor, de exemplu, 12 a căror rezistență ORP variază în funcție de intensitatea luminii incidente pe acesta. Rezistența sa variază de la 10 milliohms in intuneric total la 150 ohmi în lumină puternică. În cazul în care 12 este acoperit ORP sau în întuneric, apoi potențialul la terminalul de bază al tranzistorului este suficient de mare și a asigurat conductivitatea, astfel încât becul se aprinde. Când lumina cade 12 ORP, la baza potențiale scade tranzistor, iar lumina este oprit. Un astfel de circuit de poate fi folosit pentru a porni automat luminile de parcare pe vehicul este parcat la asfințit. Dacă R1 și schimbarea ORP locuri 12, acest circuit poate funcționa ca un sistem care notifică jaf, care este încorporată prin talhar lumină lanternă folosită sau când iluminarea din cameră. În ambele exemple de realizare, rezistor fix lanț R1 poate fi înlocuită cu o rezistență variabilă (10 ohmi sau mai mult) care lanțul ar putea fi sensibilitate reglabilă în mod corespunzător condițiile schimbătoare.
În circuitul cu comutatorul sub căldură (. Figura 6) R1 este înlocuit cu un termistor și include o rezistență variabilă R2 - Acest lanț poate fi folosit ca un sistem simplu de incendiu. Când termistor este încălzit, rezistența sa scade, incluzând astfel tranzistorul. Aceasta activeaza un releu care se închide contactele, și sună clopoțelul.
Pentru bobina releului pentru a fi conectat dioda D. așa cum se arată, în scopul de a proteja tranzistorul de inductanță puls atunci când este oprit. Folosit acest tip de termistor a cărui rezistență scade odată cu creșterea temperaturii (a se vedea. Graficul din figura 6, b). Valorile tipice ale modificărilor rezistenței termistorului cu scăderea temperaturii de la 25 ° C până la 125 ° C sunt treceri de la 4 ohmi la 200 ohmi, între 1 kOhm și 36 Ohm, sau chiar de la 380 ohmi la 30 ohmi, în funcție de nămolul utilizat. Neelie a schimba în rezistența variabilă a termistorului și lanțul, apelul va suna atunci când temperatura scade sub o valoare predeterminată. Sistemul de stingere a incendiilor poate fi transformat în dispozitiv, un avertisment cu privire la rece, care poate avea loc într-o seră, notificarea grădinar îngheț.
avertizare senzor de pierdere de ploaie (sau o creștere a umidității), aceasta poate fi făcută din două fire de cupru goale. Două fire (sau benzi metalice), separate printr-un decalaj mic, dar în cazul în ploaie (sau umiditate) se suprapune peste acest interval, contactul se închide și conductivitate. Survine Atunci când închiderea R1 (Fig. 5) a contactelor cu senzori de ploaie, atunci când ploaia cade, becul este aprins, iar când se usucă, nu arde.
Schema de întârziere de timp
Dacă în circuitul prezentat în Figura 5, dar înlocuind rezistența R2, circuitul condensator pentru a obține o simplă întârziere de timp t. E. Temporizatorul. „ON-OFF“ Figura 7 prezintă o schemă simplă dependentă de timp. Când comutatorul este setat la „OFF“, un condensator complet încărcat se va descărca în timp așa cum se arată în graficul de asemenea. În cazul în care comutatorul este în poziția „ON“, tensiunea (potențială) pe condensator va crește, în conformitate cu programul utilizat. Când potențialul de bază ajunge la un nivel dorit, tranzistorul pornește și circuitul colector în lampa se aprinde.
Aplicarea practică a unor astfel de scheme sunt cronometre pentru ouă de gătit și fotovyderzhki. Timer-ul poate fi folosit pentru a porni lumina, după o anumită perioadă de timp după ce părăsiți încăperea. Un circuit de temporizare conectat la releul se poate închide ușa sau oprește lampa după un timp predeterminat.
Momentul în care tensiunea pe condensator se ridică la 63% din maxim, se numește timp constant (vezi. Fig. 7b). Timpul t constant (în secunde) pentru rezistor și condensator conectat în serie este determinată de formula t = CR, unde C - este capacitatea, exprimată în Farazi, o R - rezistență în ohmi.
Fizică Grad 7
Fizică Grad 8
Fizică Grad 9
manual Peryshkina pe fizica AV pentru clasa a 9 completează un curs de fizica a școlii de bază și îndeplinește conținutul minim al educației de bază.
clasa GDZ 7-9
Tema în fizica manuale Peryshkina: GDZ pentru clasa 8 descărcare. reshebnik în clasa fizica 9 descărcare.