База — электрод, управляющий транзистором

Тяжелый автомобиль управляется при помощи очень малых усилий — делается это посредством трех педалей и рулевого колеса.

Наш транзистор тоже имеет управляющий электрод — базу. Давайте посмотрим, как же слабый ток базы может влиять на мощный ток коллектора.

Чтобы получить очень малый базовый ток, включим в базовую цепь резистор сопротивлением 10 кОм. Нажмем кнопку выключателя и прикоснемся несколько раз к контакту базы транзистора штекером телефона. Когда штекер телефона коснется контакта базы, он замкнет цепь базы. Слышен щелчок и загорается лампа. Транзистор в проводящем состоянии.

Когда штекер телефона не касается контакта базы, базовый ток прерван. Лампа не горит: нет коллекторного тока. Транзистор заперт.

В наших опытах в телефоне течет базовый ток, равный 1 мА. Коллекторный ток через лампочку равен 50 мА. Итак, коллекторный ток у нас в 50 раз больше базового.

Когда в цепи базы течет слабый ток, в цепи коллектора течет сильный ток, заставляющий лампу гореть.

Основные положения, вытекающие из первой серии опытов с транзистором:

Транзистор имеет три вывода, их называют коллектором, базой и эмиттером.

Транзистор — управляемый полупроводниковый элемент. В качестве полупроводникового материала часто применяют германий и кремний.

База — управляющий электрод транзистора. При помощи слабого базового тока можно управлять большим коллекторным током.

Коллекторный ток во много раз больше тока базы.

Транзистор как электронный выключатель

Нажимая кнопку кубика выключателя, мы позволяем току течь от одного из его контактов к другому. Когда мы отпускаем кнопку, ток между двумя контактами прекращается. Задача выключателя — замыкать и разрывать электрическую цепь. Не может ли в этой роли выступать и транзистор?

Цепь базы транзистора содержит резистор 10 кОм и выключатель, в коллекторной цепи — лампа. Соберем цепь, поместим батарейку против соединительного блока и нажмем кнопку выключателя (рис. 2.20).

Когда цепь базы замкнута, транзистор открыт и коллекторный ток зажигает лампочку. Когда базовая цепь разомкнута, транзистор заперт и лампочка не горит. Следовательно, выключатель размыкает и замыкает цепь базы в то время, как транзистор замыкает и размыкает цепь коллектора, т. е. транзистор работает как выключатель.

Сделаем процесс замыкания и размыкания цепи базы слышимым, пропустив ток базы через телефон.

Нажмите кнопку выключателя. Слышен щелчок. Базовая цепь замкнута. Через транзистор течет ток базы, в результате имеется возможность течь и коллекторному току. Транзистор, действующий как электронный выключатель, включен. Отпустите кнопку выключателя. Снова слышен щелчок. Базовая цепь разомкнута. Через транзистор не течет ток базы и, следовательно, не может течь ток коллектора. Транзистор, действующий как электронный выключатель, отключен.

Основное различие между механическим выключателем и транзистором в том, что выключатель имеет пружинный контакт, который двигается каждый раз, когда цепь замыкается и размыкается, а транзистор не содержит никаких движущихся частей. В нем движутся только электроны — носители электрического тока.

Когда цепь базы замкнута, транзистор способен проводить, и он включает лампочку в цепи коллектора. Когда цепь базы прервана, транзистор заперт и выключает лампочку.

Транзистор — это электронный выключатель, который работает без механических частей.

Самодельная миниатюрная батарейка управляет яркостью свечения лампочки

Чтобы изготовить миниатюрную батарейку, нам понадобятся две металлические пластинки и кусочек бумажной салфетки. В качестве одного из металлов можно использовать алюминиевую фольгу, в качестве другого — любую десяти- или пятнадцатикопеечную монету.

Положите монету на плату, накройте ее кусочком смоченной уксусом бумажной салфетки. Размер этого кусочка чуть меньше монетки. Салфетка не должна касаться платы.

Теперь сложите фольгу так, чтобы она по размеру была не меньше, чем салфетка, и положите ее поверх всего. Прикоснитесь к фольге штекером телефона. Щелчок означает, что идет ток. Монета служит положительным полюсом, фольга — отрицательным.

. Наша миниатюрная батарейка имеет напряжение 0,3В и выходной ток 1 мА. Этого, конечно, недостаточно, чтобы лампочка загорелась. Мини-батарейка может рассматриваться как насос, который выталкивает электроны в цепь на отрицательном полюсе и притягивает их на положительном.

Можно использовать не одну, а две монеты — тогда положительным полюсом должна быть десяти- или пятнадцатикопеечная монета, а отрицательным будет служить двух- или трехкопеечная монета. В этом случае напряжение батарейки составит примерно 0,1 В.

Если вы хотите, чтобы лампочка горела от самодельной мини-батарейки, то в качестве усилителя постоянного тока можно использовать транзистор. Батарейка при этом обеспечит базовый ток, а транзистор-усилитель зажжет лампочку коллекторным током (не забудьте, что у нас есть кубик питания!).

В наших опытах транзистор лишь управляется током мини-батарейки, а лампочка зажигается током батареи питания.

Нажмите кнопку выключателя и дотроньтесь сверху до мини-батарейки штекером телефона. Когда штекер соприкасается с отрицательным полюсом мини-батарейки, цепь базы замкнута. Ток базы переводит транзистор из запертого состояния в проводящее , и лампочка горит (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Эксперимент с мини-батарейкой

Путь базового тока: минус мини-батарейки, фольга или верхняя монета, телефон, база, эмиттер, земля, плата, плюс мини-батарейки, нижняя монета.