 |
Транзистор - основа любого электронного устройства.
|
|
|
|
Оглавление
Введение……………………………………………...…………………………..3
1. Радиолампа…………………………………………………………………….4
2. Транзистор……………………………………………………………………..6
3. Работа транзистора……………………...…………………………………….8
4. Применение в схемах……………………………………………………….. 9
5. Макет………………………………………………….………………………10
6. Заключение………………………………………….………………………..11
7. Список литературы…………………………………………………………..12
Введение
В нашей гимназии № 1 на базе МКУДО ЦДОД Спутник р.п. Линево создан кружок «Электрорадиотехника», где мы знакомимся с понятием электричества, радио, электроники и применяем на практике полученные знания, то есть собираем схемы и разбираемся в принципе их работы.
Занятия кружка проходит в кабинете физики, где находятся электроизмерительные приборы, учебно-наглядные пособия по электро- и радиотехнике.
Радиотехнические схемы состоят из большого количества компонентов. Это и конденсаторы, и резисторы, индуктивности и диоды. И самым важным элементом всех схем является транзистор.
Цель проекта – сконструировать и изготовить схему, объясняющую использование основных свойств транзистора.
Радиолампа
Прообразом полупроводникового элемента транзистора являлась электровакуумная лампа. Принципы работы схожи.
Первая лампа была разработана и запатентована в 1905 году Джоном Флемингом на основе опытов Эдисона. В 1906 году американский инженер Ли де Форест ввёл в лампу третий электрод — управляющую сетку (и, таким образом, создал триод).
Электронная лампа, радиолампа — электровакуумный прибор, работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами.
|
|
|
Подавая напряжение на анод относительно катода получаем движение электронов в лампе и в цепи начинает течь ток.
Изменяя напряжение на сетке мы управляем потоком электронов, соответственно электрическим током в цепи.
Так работает электровакуумный прибор – триод.
Вакуумные электронные лампы стали элементной базой компьютеров первого поколения. Главным недостатком электронных ламп было то, что устройства на их основе были довольно громоздкими. Для питания ламп необходимо было подводить дополнительную энергию для нагрева катода (именно он испускает электроны, необходимые для тока в лампе), а образованное ими тепло отводить. Например, в первых компьютерах использовались тысячи ламп, которые размещались в металлических шкафах и занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для её работы требовалась электростанция. Для охлаждения машины использовали мощные вентиляторы в связи с выделением лампами огромного количества тепла.
Пик расцвета («золотая эра») ламповой схемотехники пришёлся на 1935—1950 годы.
Транзистор
Транзистор - основа любого электронного устройства.
Работы по созданию твердотельного аналога вакуумного триода шли много лет. Теорию p-n - перехода и плоскостного транзистора создал в 1948—1950 годах Уильям Шокли. Современные транзисторы на основе p-n перехода был выпущен в 1954г фирмой Texas Instruments.
Если в вакуумной лампе носителем заряда являются электроны, то в полупроводниковых приборах перенос заряда осуществляется электронами и дырками.
Полупроводниковые приборы изготавливаются из германия, кремния.
Полупроводниковый диод
Область насыщенная дыркам p
Область насыщенная электронами n
При прикладывании напряжения к полупроводниковому прибору мы получаем движение электрически заряженных частиц, то есть электрический ток.
|
|
|
Всё как в вакуумном приборе (только физические процессы разные).
Транзисторы могут быть двух видов
Главным различием между ними считается то, что дырки являются основными носителями тока для транзисторов PNP, NPN - транзисторы имеют в этом качестве электроны.
У транзистора три вывода (триод): коллектор (анод), эмиттер (катод) и база (сетка).
Стрелка на схематичном изображении транзистора обозначает направление тока.
Работа транзистора.
Схема включения транзистора
Как и в электровакуумной лампе при подаче небольшого напряжения на сетку в цепи анода получаем усиленный сигнал, так и в транзисторной схеме при подаче напряжения более 0,7 вольта на базу в цепи коллектора получаем аналогичный усиленный сигнал.
Применение в схемах.
Транзистор применяется в:
5.1 Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме.
Сигнал от микрофона усиливается транзистором на динамик.
5.2 Электронных ключах. Транзистор работает в ключевом режиме, т.е. при появлении сигнала на базе транзистор открывается и на выходе появляется сигнал, а при уменьшении сигнала менее 0,7 вольт полностью запирается.
Пример – охранное устройство.
При обрыве шлейфа на базе транзистора появляется напряжение, он открывается и срабатывает реле, контакты которого включают световую и звуковую сигнализацию.
Макет.
Работа схемы:
1. изменяя напряжение на базе транзистора мы видим изменение яркости свечения лампы, т.е. используем эффект усиления.
2. закоротив базу с эмиттером шлейфом мы видим отсутствие свечения лампы (нет напряжения > 0.7 в). При разрыве шлейфа (охранной проволоки) мы видим загорание лампы (срабатывания сигнализации).
Это происходит при открывании транзистора вследствии появления напряжения на базе.
Заключение.
Цель проекта достигнута. Мы рассмотрели принципы работы полупроводникового прибора – транзистора и на его основе собрали действующий макет охранного устройства.
Транзистор является основой основ всех электронных устройств. Микросхемы, процессоры в вычислительных машинах содержат тысячи и миллионы транзисторов. Понимая работу одного элемента, мы приблизимся к пониманию работы всей электронной техники.
|
|
|
Список литературы:
1. Енохович А.С. Справочник по физике и технике, Москва, Просвещение, 1990г.
2. Калашников С.Г. Электричество, Москва, Просвещение, 1973г.
3. Касаткин А.С. Электротехника, Москва, Энергия, 1974г.
4. http://ru.wikipedia.org/wiki
|
|
|
