Шаг за шагом. Транзисторы - Рудольф Сворень

Рис. 50. Сопротивление pn-перехода различно при разной полярности батареи, и это позволяет проверять исправность диодов и транзисторов с помощью омметра.

При измерении сопротивлений pn-перехода вам даже не нужно задумываться над тем, когда вы измеряете Rпр, а когда Rобр. Вы можете поступить так: подключите омметр к эмиттеру и базе, заметьте сопротивление, затем поменяйте местами концы омметра и еще раз заметьте сопротивление. В одном случае сопротивление должно быть большим, в другом — малым, потому что в одном случае внутренняя батарейка омметра подключена к базе «плюсом» (измеряется Rобр), в другом — к базе «минусом» (измеряется Rпр). И не стоит задумываться, в каком случае к базе подключен «минус» внутренней батарейки омметра, а в каком «плюс». Если при смене концов омметра вы обнаружите два разных, резко отличающихся сопротивления, то можете считать, что эмиттерный pn-переход исправен.

Точно так же, меняя концы омметра и замечая, как при этом меняется сопротивление, можно проверить исправность коллекторного pn-перехода. И так же, кстати, можно проверить исправность любого полупроводникового диода.

Если при проверке pn-перехода окажется, что в обоих направлениях он обладает очень большим сопротивлением, то можно предположить, что один из выводов просто отпаялся, «отгорел» от своей зоны. Если же окажется, что в обоих направлениях сопротивление pn-перехода очень мало, то вероятнее всего, что произошел пробой и обе зоны, образующие pn-переход, соединились накоротко.

При проверке транзистора легко допустить ошибку, перепутав вывод базы с каким-нибудь другим выводом. В этом случае может оказаться, что вы измеряете сопротивление между эмиттером и коллектором, а это сопротивление у исправного транзистора всегда будет очень большим, как бы вы ни меняли местами выводы омметра.

Узнав тип транзистора, определив его выводы и убедившись в исправности прибора, можно приступить к опытам. Нужно сказать, что сами эти опыты могут быть использованы для проверки транзисторов. Точно так же и опыты с диодом можно использовать для его проверки. Проделайте с диодом любой из двух показанных на рис. 41 опытов, и если он удастся, значит, диод исправен.

Перед началом опытов с транзисторами полезно повторить первые два опыта с диодами. Только на этот раз в них будут участвовать не настоящие диоды, а pn-переходы транзисторов. Батарейка и громкоговоритель или батарейка и лампочка позволяют легко убедиться, что полупроводниковый триод действительно можно рассматривать как два полупроводниковых диода, имеющих одну общую зону — базу (рис. 51).

Рис. 51. Батарейка и лампочка карманного фонаря позволяют на опыте убедиться в том, что транзистор, по сути дела, представляет собой два полупроводниковых диода.

Цель следующего опыта — доказать, что транзистор усиливает.

Включим абонентский громкоговоритель в коллекторную цепь транзистора в качестве нагрузки и подадим на коллектор напряжение — 9 в. (рис. 52). Можно подвести к транзистору и меньшее коллекторное напряжение, например 4,5 в, но при этом эффект усиления будет заметен меньше.

Рис. 52. Простейшие опыты позволяют убедиться в том, что с помощью транзистора можно усиливать слабый сигнал.

Для опыта нужен еще один источник тока — элемент Бэ на 1,5 в, с помощью которого мы будем имитировать слабый усиливаемый сигнал. Если присоединить «минус» элемента Бэ  к базе и периодически прикасаться выводом эмиттера к «плюсу» этого элемента (то есть непрерывно замыкать и размыкать цепь, как мы это делали в опытах с диодами), то в громкоговорителе будут слышны щелчки. Появятся они потому, что элемент Бэ  будет периодически отпирать транзистор (впрыскивать заряды из эмиттера в базу) и в коллекторной цепи будут появляться импульсы коллекторного тока. Эти импульсы и заставят в итоге колебаться диффузор громкоговорителя.

Если вы хотите убедиться в том, что щелчки в громкоговорителе появляются именно из-за отпирания транзистора, то попробуйте поменять полярность включения Бэ: «плюс» этого элемента соедините с базой, а «минус» — с эмиттером. При такой полярности элемент Бэ  будет еще сильнее запирать транзистор: «плюс» на базе не только не притягивает дырки из эмиттера, но наоборот — отталкивает их. Поэтому при обратной полярности элемента Бэ  импульсов коллекторного тока не будет и щелчков в громкоговорителе вы не услышите.

То, что при первоначальной полярности элемента Бэ  (на базе — «минус») и при прерывистом замыкании входной цепи появились импульсы коллекторного тока, говорит о том, что этим коллекторным током действительно можно управлять из входной цепи транзистора. Но как доказать, что при таком управлении может наблюдаться эффект усиления, что импульсы тока в выходной цепи транзистора могут оказаться мощней, чем импульсы тока в его входной цепи?

Для этого достаточно сравнить громкость щелчков, которые возникают в нашей усилительной схеме, и громкость щелчков, которые появляются, если периодически подключать к громкоговорителю один только элемент Бэ. Действительно, если отключить громкоговоритель от транзистора и периодически прикасаться к его выводам одним только элементом Бэ, то щелчки тоже будут слышны. Но они окажутся значительно тише тех щелчков, которые возникали при включении громкоговорителя в коллекторную цепь усилительного каскада.

А вот еще один опыт, позволяющий убедиться в том, что транзистор усиливает. Включите в его коллекторную цепь лампочку на 3,5 в и подайте напряжение на коллектор, но уже не 9 в, а 4,5 в. Теперь так же, как и в предыдущем опыте, подключите ко входу транзистора, то есть между базой и эмиттером, источник отпирающего напряжения — элемент Бэ на 1,5 в. Вы увидите, что даже под действием этого небольшого напряжения ярко загорится лампочка на 3,5 в. Разумеется, лампочка горит за счет другого источника энергии, за счет коллекторной батареи Бк, которая дает 4,5 в. Но управляет энергией коллекторной батареи слабенький элемент Бэ, который сам, конечно, не в состоянии зажечь лампочку Л1. В этом легко убедиться, подключив лампочку Л1 непосредственно к элементу Бэ.

Следуя по пути, который был выбран нами при практическом знакомстве с полупроводниковыми диодами, сейчас следовало бы перейти от учебных опытов к практическим транзисторным схемам. Однако на этом участке пути, к сожалению, появляются серьезные препятствия. Мы пока еще слишком поверхностно знакомы с транзистором, слишком мало о нем знаем. Мы, по сути дела, знаем лишь одну транзисторную схему, которая в общем, упрощенном виде фигурирует на многих наших рисунках (рис. 36, 37, 40, 52 и др.). А эта схема далеко не исчерпывает всех возможностей включения транзистора. Более того, схема, с которой мы познакомились, применяется сравнительно редко, и она была выбрана для первого знакомства только потому, что позволяет легче всего пояснить принцип действия транзистора. На практике чаще всего применяется совсем иная схема, знакомство с которой у нас еще впереди.

И все же мы разберем несколько практических схем, не дожидаясь более детального знакомства с транзистором.

Начнем с уже имеющегося у нас детекторного приемника, включив в него вместо диода эмиттерный переход транзистора. Эмиттерный переход — это тот же полупроводниковый диод, и поэтому он прекрасно справится с детектированием сигнала. В этом легко убедиться, заменив в схеме рис. 43—1 диод Д1 эмиттерным переходом любого транзистора. Коллектор при этом никуда не подключается, «висит в воздухе».

Однако мы заменили диод транзистором совсем не для того, чтобы доказать, что эмиттерный переход может быть детектором. Это было ясно и без экспериментальных доказательств. Мы включили вместо диода транзистор для того, чтобы хоть в какой-то степени использовать его усилительные способности.

Давайте переведем головные телефоны в коллекторную цепь и подадим на коллектор питание от батареи Бк (рис. 43—2).

рис. 43—2

Низкочастотная составляющая продетектированного сигнала, проходя по входной цепи, будет, как и всякий входной сигнал, управлять коллекторным током, и в итоге в коллекторной цепи появится мощная копия входного низкочастотного сигнала. Во всяком случае, на нагрузке — головных телефонах— будет выделяться большая мощность, чем это было в детекторном приемнике с диодом (рис. 43—1).