ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Thí nghiệm giải trí: làm quen với diode. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu Điốt - thiết bị bán dẫn đơn giản nhất truyền dòng điện theo một hướng - từ cực dương sang cực âm. Tuy nhiên, nó rất thú vị và được sử dụng rộng rãi trong điện tử vô tuyến. Các thí nghiệm được đề xuất sẽ đóng vai trò xác nhận những điều đã nói ở trên. Hãy đặt trước ngay rằng đối với các thí nghiệm, chúng tôi sẽ sử dụng hai loại điốt - germanium và silicon, dòng phổ biến nhất: D9 và KD105 (Hình 1). Các đặc điểm của chúng - sự phụ thuộc của dòng điện thuận (Ipr), tức là dòng điện qua diode theo hướng thuận (từ cực dương đến cực âm), vào điện áp thuận (Upr) đặt vào diode (được đo giữa các cực của cực dương và cực âm), có phần khác nhau. Điốt silicon bắt đầu mở ở điện áp cao hơn so với điốt gecmani (xem Hình 1), vì vậy đặc tính của điốt gecmani mượt mà hơn nhiều - tính năng này đôi khi được sử dụng trong thiết kế của một số thiết bị. Bảo mật điện tử. Bắt đầu với một thử nghiệm đơn giản (Hình 2a): lấy pin GB1 có điện áp 4,5 V (loại 3336) và kết nối vôn kế PV1 với nó (đồng hồ đo Ts20 sẽ hoạt động ở chế độ này) thông qua điốt silicon VD1. Con trỏ của vôn kế đã chỉ ra điều gì? Một điện áp gần bằng với điện áp của pin, nhưng không bằng với nó (sẽ nói thêm về lý do sau). Khi bạn bật điốt gecmani thay vì vôn kế silicon, vôn kế sẽ hiển thị điện áp gần bằng với điện áp của pin. Trong cả hai phiên bản, đi-ốt được kết nối theo chiều thuận, dòng điện khoảng hai chục microampe chạy qua nó, điện áp thuận rơi trên đi-ốt nhỏ so với điện áp của pin. Bây giờ đảo ngược cực của dây dẫn pin. Cực dương của đi-ốt sẽ được nối với cực âm của pin, tức là đi-ốt sẽ được bật theo hướng ngược lại. Nếu là silicon, kim vôn kế sẽ không di chuyển, vì điện trở của nó với tạp chất này gần như vô hạn. Với germani, tình hình lại khác. Ví dụ: điốt của dòng D9 có điện trở ngược khoảng 2 MΩ và điện trở đầu vào của Ts20 trong phạm vi 10 V là 200 kΩ. Do đó, kim vôn kế sẽ ghi hiệu điện thế nhỏ hơn hiệu điện thế của nguồn điện khoảng 10 lần. Nhưng đáng để chuyển sang phạm vi đo nhỏ hơn, vì điện áp được đo bằng vôn kế cũng sẽ giảm - sau cùng, điện trở đầu vào của thiết bị sẽ trở nên nhỏ hơn, điều đó có nghĩa là hệ số truyền của dải phân cách được hình thành bởi điện trở ngược của diode và điện trở đầu vào của vôn kế sẽ thay đổi. Kết luận gì rút ra từ thí nghiệm này? Đi-ốt có thể bảo vệ tải khỏi vô tình đặt điện áp phân cực ngược lên nó. Nhiều năm trước, những người nghiệp dư về đài phát thanh đã lắp một diode vào mạch nguồn trong một số thiết kế, đặc biệt là trong các đài bán dẫn cỡ nhỏ. Do đó, có thể tránh được sự cố (hỏng bóng bán dẫn) nếu nguồn điện được kết nối không chính xác. Sự bảo vệ như vậy có thể được bạn sử dụng trong các bước phát triển khác nhau. Tuy nhiên, câu hỏi được đặt ra: tại sao bạn không thể tìm thấy sự bảo vệ như vậy trong các thiết kế hiện đại? Một thí nghiệm sẽ giúp trả lời câu hỏi này, bạn sẽ cần một pin 4,5 V, một diode (gecmani và silicon) và hai vôn kế (Hình 2, b). Vôn kế PV1 điều khiển điện áp của nguồn điện và PV2 - điện áp trên tải, được bảo vệ bởi diode. Miễn là điện trở tải (trong trường hợp này là điện trở đầu vào của vôn kế) cao, sẽ có ít dòng điện chạy qua điốt gecmani và thực tế không có hiện tượng sụt áp trên nó. Các vôn kế sẽ đọc giống nhau. Kết nối một điện trở không đổi có điện trở 2 kOhm song song với vôn kế PV1 - kim vôn kế sẽ ghi lại sự giảm điện áp ở tải. Và khi bạn kết nối một điện trở có điện trở 430 ohms, điện áp sẽ trở nên ít hơn do điện áp chuyển tiếp lớn hơn trên diode. Khi bạn lắp đi-ốt silicon vào vị trí của VD1, điện áp trên vôn kế PV2 sẽ nhỏ hơn trên PV1, ngay cả khi không có điện trở được kết nối. Không khó để giải thích điều này nếu chúng ta so sánh các đặc tính của điốt (xem Hình 1). Với cùng một dòng điện chuyển tiếp thậm chí yếu, điện áp chuyển tiếp trên điốt gecmani nhỏ hơn so với trên điốt silicon. Kết nối điện trở làm tăng điện áp chuyển tiếp của diode và do đó làm giảm điện áp trên tải. Đúng, điện áp chuyển tiếp không vượt quá 1 V với sự gia tăng dòng điện chuyển tiếp qua diode silicon của sê-ri KD105 lên đến 300 mA (đối với D9 - từ 10 đến 90 mA, tùy thuộc vào loại diode cụ thể). Chưa hết, sự mất mát của nó khi cấu trúc được cung cấp bởi điện áp 9; 4,5 và đặc biệt là 3 V là đáng chú ý. Đó là lý do tại sao phương pháp bảo vệ này không được ứng dụng rộng rãi. Trong thực hành phát thanh nghiệp dư, có thể cần phải bảo vệ mạch đầu vào của thiết bị hoạt động với tín hiệu nhỏ khỏi điện áp cao ngẫu nhiên. Trong những trường hợp như vậy, chúng ta phải nhớ điốt silicon, bắt đầu chỉ truyền dòng điện từ một điện áp nhất định. Thật vậy, về đặc điểm của nó, phần ban đầu chạy dọc theo trục hoành. Tính chất này của diode được sử dụng để vận hành nó như một phần tử bảo vệ điện tử. Thí nghiệm (Hình 2, c) sẽ đảm bảo những điều đã nói ở trên, ngoài điốt silicon, điện trở không đổi và biến đổi, pin 3336, công tắc và vôn kế DC có phạm vi đo, chẳng hạn như 3 V (đồng hồ đo Ts20) sẽ cần thiết. Đầu tiên, đặt động cơ của biến trở R1 ở vị trí thấp hơn theo sơ đồ, điện áp cung cấp được cung cấp bởi công tắc SA1. Bằng cách di chuyển trơn tru thanh trượt điện trở lên trên, người ta quan sát thấy điện áp trên điốt tăng đều do độ lệch của kim vôn kế. Ở điện áp khoảng 0,6 V, mức tăng điện áp trên vôn kế sẽ bắt đầu giảm và ngay sau đó mũi tên của thiết bị sẽ thực tế dừng lại (ở điện áp khoảng 0,7 ... Chuyện gì đã xảy ra thế? Đến một hiệu điện thế nhất định, diode đóng lại và vôn kế đo hiệu điện thế lấy từ động cơ biến trở. Và sau đó đi-ốt bắt đầu mở và ngắt điện áp kế, trong trường hợp này bắt chước mạch được bảo vệ. Khi điện áp tăng lên, dòng điện qua diode tăng lên, điều đó có nghĩa là hiệu ứng shunt của nó cũng tăng lên. Ngay sau đó, đi-ốt mở ra nhiều đến mức nó làm lệch hoàn toàn vôn kế. Điện áp trên diode vẫn ổn định bất chấp sự thay đổi của điện áp bên ngoài (lấy từ động cơ điện trở thay đổi) do điện áp giảm quá mức trên điện trở R2. Trong trường hợp này, diode bảo vệ chống lại sự gia tăng điện áp ngẫu nhiên của một cực nhất định. Nếu bạn cần bảo vệ mạch điện khỏi các xung điện có cực tính khác nhau, hãy đặt hai điốt được kết nối song song - một ở hướng thuận và một ở hướng ngược lại. Có thể cần có sự bảo vệ để "kích hoạt" ở điện áp cao hơn so với một đi-ốt duy nhất cung cấp. Sau đó, họ đặt hai hoặc nhiều điốt nối tiếp (Hình 2, d). Kiểm tra tùy chọn này và xem cho chính mình. Điều chỉnh độ sáng. Như các bạn đã biết đèn pin dẹt sử dụng 3336 pin 4,5V 3,5 và 1 đèn 1V, khi pin còn mới thì đèn rất sáng. Nếu cần, độ sáng có thể giảm đi phần nào bằng cách thêm đi-ốt silicon VD3 và công tắc bổ sung SAXNUMX vào mạch của nó (Hình XNUMX, a). Gắn nút này lên breadboard và xem nó hoạt động như thế nào. Khi đóng các tiếp điểm của công tắc, độ sáng của đèn EL1 là cao nhất. Cần đặt công tắc ở vị trí tiếp điểm mở khi điốt đi vào hoạt động. Điện áp chuyển tiếp trên nó làm giảm điện áp trên đèn và độ sáng của nó giảm. Đi-ốt hoạt động hiệu quả hơn trong mạch điện xoay chiều (Hình 3, b), có thể được cấp nguồn, chẳng hạn như đèn ngủ. Ở đây, khi các tiếp điểm của công tắc SA1 được mở, điện áp (điện áp trung bình) trên đèn giảm nhiều hơn do đặc tính của điốt biểu hiện - truyền dòng điện theo một hướng, trong trường hợp này chỉ với nửa chu kỳ dương của điện áp xoay chiều ở cực dương của điốt. Máy biến áp nên được chọn sao cho điện áp trên cuộn dây II không vượt quá điện áp mà đèn sợi đốt được thiết kế. Đèn điều khiển trên hai dây. Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn cần bật hai đèn riêng biệt, nằm ở khoảng cách xa công tắc và chỉ được kết nối với nó bằng một đường dây hai dây? Hãy nghĩ về diode trong trường hợp này. Khi cung cấp dòng điện một chiều cho đường dây (Hình 4, a), sẽ cần hai điốt - mỗi điốt được kết nối với mạch của đèn "riêng" của nó, nhưng theo các hướng khác nhau: một ở phía trước, một ở phía sau. Khi công tắc SA1 ở vị trí như trong sơ đồ, dòng điện chạy qua diode VD1 và đèn EL1 - nó sáng lên. Khi công tắc được đặt ở vị trí khác, dòng điện sẽ chỉ chạy qua điốt VD2 và đèn EL2. Đèn EL1 sẽ tắt và đèn EL2 sẽ sáng. Nếu hệ thống dây điện được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều, thì không thể phân phối hai điốt, vì mỗi điốt, mặc dù nó sẽ hoạt động ở nửa chu kỳ "riêng" của nó, nhưng các đèn sẽ nhấp nháy đồng thời. Do đó, bạn sẽ phải thêm hai điốt nữa (Hình 4, b) và đặt một công tắc riêng trong mạch của mỗi người trong số họ. Để bật đèn EL1, bạn cần đóng các tiếp điểm của công tắc SA2 và chỉ bật đèn EL2 - công tắc SA2. Khi các tiếp điểm của cả hai công tắc được đóng lại, tất cả các đèn sẽ sáng. Đơn giản và tiện lợi. Đúng vậy, các đèn sẽ sáng nửa vời, vì dòng điện chạy qua mỗi đèn chỉ trong một nửa chu kỳ của điện áp xoay chiều trên cuộn thứ cấp của máy biến áp T1. Để duy trì cùng độ sáng của ánh sáng (sao cho nó có thể kết nối trực tiếp đèn với máy biến áp), có thể khuyến nghị sử dụng đèn có công suất cao hơn. bộ nghi ngờ điện áp. Thiết bị, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 5, a, - chỉnh lưu nửa sóng. Điện áp không đổi U1 trên tụ điện C1 sẽ vượt quá điện áp xoay chiều được đo bằng vôn kế dòng điện xoay chiều trên cuộn thứ cấp của máy biến áp khoảng 1,4 lần, tức là nó sẽ tương ứng với giá trị biên độ của nửa sóng của điện áp hình sin xoay chiều. Không khó để tăng gần gấp đôi điện áp không đổi ở đầu ra của bộ chỉnh lưu (Hình 5b) bằng cách thêm một diode nữa (\/02) và một tụ điện (C2). Bây giờ bạn có một bộ chỉnh lưu hoạt động với cả hai nửa sóng điện áp xoay chiều. Trong các nửa sóng dương, tụ C1 sẽ được tích điện ở cực trên của cuộn dây II của máy biến áp theo sơ đồ và trong các nửa sóng âm, C2. Vì các tụ điện được mắc nối tiếp nên hiệu điện thế trên chúng (U1 và U2) sẽ cộng lại và hiệu điện thế cuối cùng (U3) sẽ gấp đôi hiệu điện thế trên mỗi tụ điện. Do đó, bộ chỉnh lưu như vậy được gọi là bộ chỉnh lưu nhân đôi điện áp. Nó được thực hiện trong trường hợp máy biến áp giảm áp chỉ có một cuộn thứ cấp. Đối với thử nghiệm, bất kỳ máy biến áp mạng giảm áp nào có điện áp trên cuộn thứ cấp là 6 ... 10 V. Ngoài những loại được chỉ định trong sơ đồ, điốt có thể là bất kỳ bộ chỉnh lưu, silicon hoặc gecmani nào (thậm chí bất kỳ dòng D9 nào cũng được). Tụ điện - bất kỳ oxit nào, có công suất ít nhất 10 microfarad trên điện áp định mức ít nhất gấp đôi điện áp xoay chiều trên cuộn thứ cấp của máy biến áp. thăm dò diode. Làm thế nào để xác định các đầu của một đường dây liên lạc hai dây được đặt giữa hai phòng của một căn hộ? Tất nhiên, bạn sẽ không sử dụng ôm kế ở đây, vì độ dài của đầu dò của nó là không đủ. Đi-ốt lại ra tay giải cứu (Hình 6). Nó được kết nối với các đầu của dây của đường dây (nó có thể được mô phỏng bằng một dây mạng hai dây được lắp ráp thành một quả bóng) trong cùng một phòng và đánh dấu dây mà cực dương của điốt được kết nối. Trong phòng khác, các đầu dò XP1 và XP2 của thiết bị báo hiệu, được lắp ráp từ pin 3336 và đèn sợi đốt cho điện áp 3,5 V, được kết nối với các đầu của dây, đầu tiên ở một cực rồi đến cực kia. Ở một trong các tùy chọn kết nối, đèn sẽ nhấp nháy, điều này sẽ cho biết dòng điện chạy qua đường dây liên lạc và điốt. Và điều này, đến lượt nó, sẽ có thể chứng minh rằng các đầu mà cực dương của điốt và mạch cực dương của pin được kết nối thuộc về cùng một dây. Điốt cho thí nghiệm có thể là bất kỳ silicon hoặc germanium nào, được thiết kế để cho dòng điện vượt quá dòng điện của đèn sợi đốt đi qua nó. Tác giả: V.Polyakov, Moscow Xem các bài viết khác razdela Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Nồng độ cồn của bia ấm
07.05.2024 Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc
07.05.2024 Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Điện thoại di động SAMSUNG và LG sẽ gây hại cho các nhà khai thác di động ▪ Ngôi nhà được cung cấp bởi tảo ▪ TV không dây OLED M đặc trưng của LG ▪ Cảm biến hình ảnh 13 MP OmniVision OV13850 cho thiết bị di động Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Câu đố vui. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Dán khung gỗ. Lời khuyên cho chủ nhà ▪ bài viết Những công việc nông nghiệp khỉ đầu chó Nam Phi đã làm? đáp án chi tiết
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |