Загальна інформація
Застосування
Транзистори - важливий елемент сучасної електротехніки для керування електричними струмами. Відповідно до назви "transfer resistor" транзистори є керованими резисторами і тому застосовуються в багатьох галузях і як перемикачі, і як підсилювачі. У саморобній електроніці часто використовують так звані «біполярні» транзистори. Вони складаються з трьох напівпровідникових шарів, причому залежно від послідовності легування розрізняють npn- і pnp-транзистори. Транзистори як електронні перемикачі дуже часто використовують у техніці, бо вони можуть перемикати дуже швидко, не мають ознак зношування і бо потрібна для перемикання керівна потужність на базі транзистора надзвичайно мала навіть при перемиканні великих потужностей.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Транзистор є електронним вимикачем, бо перемикання відбувається безконтактно і спричиняється напругою.
Принцип
Перемикач замкнений, коли прикладено додатну напругу база-емітер. На транзисторі тоді спадає лише невелика напруга, а сила струму набуває максимального значення, що залежить від прикладеної напруги й опору лампи розжарювання. За відсутньої або від'ємної напруги база-емітер транзистор діє як розімкнений перемикач. Струм не тече, і вся напруга спадає на транзисторі.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні мають виробити розуміння роботи транзистора як безконтактного електронного перемикача.
Завдання
Учні перевіряють принцип дії транзистора як перемикача.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
У сучасній електротехніці транзистори застосовують для перемикання та підсилення струмів. Як і діоди, транзистори складаються з легованих напівпровідникових матеріалів. Відповідно до назви "transfer resistor" транзистори є керованими резисторами і тому можуть застосовуватися в багатьох галузях і як перемикачі, і як підсилювачі. Від підсилення звукових сигналів у низьких частотних діапазонах через перемикання великих потужностей у системах керування двигунами до оброблення високочастотних потоків даних застосовують різні типи транзисторів. У саморобній електроніці часто використовують так звані «біполярні» транзистори. Вони складаються з трьох напівпровідникових шарів, причому залежно від послідовності легування розрізняють npn- і pnp-транзистори. Три виводи біполярного транзистора, приєднані до напівпровідникових шарів, називають колектором C, базою B та емітером E.
Транзисторні перемикачі використовують, наприклад, для перемикання та керування лампами, реле або й двигунами. При цьому малий струм бази керує набагато більшим колекторним струмом. Транзистори придатні для безконтактного перемикання малих і середніх потужностей. Власне перемикачем є при цьому ділянка колектор-емітер транзистора. Вивід бази - це керівний електрод.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, прямий, модуль DB | 09401-01 | 5 |
| 3 | З'єднувальний, кутовий, модуль DB | 09401-02 | 5 |
| 4 | З'єднувальний, Т-подібний, модуль DB | 09401-03 | 4 |
| 5 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль DB | 09401-04 | 3 |
| 6 | Патрон для лампи розжарювання E10, модуль DB | 09404-00 | 1 |
| 7 | Опір 1 кОм, модуль DB | 09414-10 | 1 |
| 8 | Потенціометр 250 Ом, модуль DB | 09423-25 | 1 |
| 9 | Транзистор NPN (BC337), модуль DB | 09456-00 | 1 |
| 10 | Електричні символи для демонстраційної дошки, 12 шт. | 02154-03 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, червоний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-01 | 3 |
| 12 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, синій, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-04 | 3 |
| 13 | PHYWE Блок живлення, універсальний, аналоговий дисплей DC: 18 В, 5 А / AC: 15 В, 5 А | 13503-93 | 1 |
| 14 | Демонстраційний універсальний вимірювальний прилад, ADM3 | 13840-00 | 2 |
| 15 | Лампи розжарювання 4 В/ 0,04 A, E10, 10 шт. | 06154-03 | 1 |
| 16 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Збери дослід за рисунком ліворуч.
- Увімкни блок живлення і встанови напругу .
Виконання (1/2)
- Спочатку поспостерігай за дослідом якісно. Для цього поверни потенціометр від лівого крайнього положення до правого і назад, спостерігаючи при цьому за лампою та вимірювальними приладами.
- Потім поверни потенціометр до лівого крайнього положення, виміряй силу колекторного струму інапругу колектор-емітер та запиши результати вимірювань.
Виконання (2/2)
- Після цього повертай потенціометр доти, доки лампа розжарювання не почне світитися, знову виміряй і та внеси значення.
- Поверни потенціометр до правого крайнього положення і запротоколюй результати вимірювань.
- Насамкінець постав потенціометр знову в ліве крайнє положення і вимкни блок живлення.
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
Ділянка колектор-емітер транзистора діє як безконтактний перемикач. Якщо прикладено додатну напругу база-емітер, то перемикач замкнений. На транзисторі тоді спадає лише невелика напруга, а сила струму набуває максимального значення, що залежить від прикладеної напруги й опору лампи розжарювання. За відсутньої або від'ємної напруги база-емітер транзистор діє як розімкнений перемикач. Струм не тече, і вся напруга спадає на транзисторі. Транзистор є електронним перемикачем, бо перемикання відбувається безконтактно і спричиняється напругою. Електронні перемикачі дуже часто використовують у техніці, бо вони можуть перемикати дуже швидко, не мають ознак зношування і бо потрібна для перемикання керівна потужність на базі транзистора надзвичайно мала навіть при перемиканні великих потужностей.
Опрацювання результатів (1/2)
Доповни поданий текст: ____ є електронним ____, бо ____ відбувається безконтактно і спричиняється ____.
Опрацювання результатів (2/2)
Питання