Spojování elektrosoučástek

V této kapitole si na několika hravých zapojeních vyzkoušíte, co umí polovodičové součástky. Než se pustíte do sestavování obvodů – ve škole s učitelem nebo doma samostatně – chtěli bychom vám nejdříve ukázat, jakým způsobem se dají elektrosoučástky spojovat. Prohlédněte si následující galerii a nechte se inspirovat. Pokud byste se chtěli naučit pájet, návod najdete zde.

Spojování elektronických součástek

Hrátky s tranzistorem

O tranzistorech jste zajisté už něco slyšeli. Pojďme prakticky vyzkoušet, co tato součástka umí!

Budete potřebovat tranzistor BC337-25, LED žlutá L-513YD, plochá baterie 4,5 V, ochranný rezistor 100 Ω, potenciometr 500 kΩ, žárovka 3,6 V, spojovací vodiče, ochranný rezistor 1 kΩ.

1. Sestavte obvod podle schématu 9.2b. Svítí LED?
2. Dotkněte se jednou rukou kladného pólu baterie a druhou rukou báze tranzistoru. Prsty mohou být mírně navlhčeny.
3. Zkuste totéž se záporným pólem baterie.

Kterými částmi obvodu teče proud během 1), 2), 3)?

1. Sestavte obvod podle schématu 9.2c.
2. Jak souvisí jas LEDky s odporem reostatu? Co můžeme říci o proudech tekoucích bází B a kolektorem C?

Sestavte obvod podle schématu 9.2d. Propojte bázi tranzistoru rukama s kladným pólem zdroje. Svítí žárovka? Pokuste se najít vysvětlení.

Pokud máte k dispozici ještě jeden stejný tranzistor, doplňte jej do obvodu podle schématu 9.2e. Lze nyní žárovičku rozsvítit? Mohli bychom fungování vysvětlit na základě závěru experimentu 9.2c (Tranzistor jako zesilovač)?

Postavte si detektor osvětlení

Jako čidlo osvětlení slouží v tomto obvodu fotorezistor. Ve tmě je jeho odpor přibližně 10 MΩ, při osvětlení jeho odpor klesá na stovky kΩ. Tranzistor se svorkami B (báze), C (kolektor) a E (emitor) má v obvodu funkci spínače. Svorky tranzistoru nesmíte při zapojování zaměnit. Pokud je fotorezistor dostatečně osvětlen, dioda nesvítí a naopak. Vysvětlení, na jakém principu fungují použité součástky, najdete ve výkladu.

K sestavení použijte 4,5V baterii, žlutou svítivou diodu L-513YD, tranzistor BC547, rezistory 100 kΩ a 100 Ω a fotorezistor LDR5549.

Postavte si metronom

Metronom je přístroj, který používají hudebníci k udávání tempa, tj. k určení a zejména k udržení „rychlosti“ přehrávání skladby. Oproti mechanickému metronomu, jehož vnitřní pružinku je třeba často natahovat, tento elektronický funguje spolehlivě, dokud se nevybije napájecí 9V baterie.

Obvod na obrázku vydává pravidelné zvukové pulzy, jejichž frekvenci lze nastavit pomocí vhodné kapacity kondenzátorů a dále jemně dolaďovat otáčením potenciometru 50 kΩ. Součástí obvodu jsou dva bipolární tranzistory fungující jako spínače: PNP (šipka dovnitř), NPN (šipka ven). Při zapojování je nesmíme zaměnit ani zaměnit jejich svorky B, C, E.

Použité součástky

baterie 9 V, kondenzátory 470 µF a 100 µF, rezistor 22 kΩ, potenciometr 50 kΩ, tranzistory BC558 a BC547, reproduktor 8 Ω.

History of the Transistor

The crucial component of an electronic device is a controllable valve that lets a weak signal control a much larger flow much as a faucet controls the flow of water. At one time the controllable valve used in electronic circuits was the vacuum tube. The vacuum tube worked but it was bulky and used a lot of electrical power that ended up as heat which shortened the life of the tube itself. The transistor was a much more elegant solution to the needs of electronics. The transistor is small and uses much, much less power than the vacuum tube. Because it uses so little power there is little heat to dissipate and the transistor does not fail as quickly as does a vacuum tube.

The transistor was successfully demonstrated on December 23, 1947 at Bell Laboratories in Murray Hill, New Jersey. Bell Labs is the research arm of American Telephone and Telegraph (AT&T). The three individuals credited with the invention of the transistor were William Shockley, John Bardeen and Walter Brattain. William Shockley played a quite different role in the invention than the other two. Shockley had been working on the theory of such a device for more than ten years. While he could work out the theory successfully but after eight years of trying he could not build a working model. Bardeen and Brattain were called in to handle the engineering and development, which they did in the relatively short time of two years, to the consternation of Shockley. Shockley, as their supervisor, shared in the glory. What Bardeen and Brattain had created was the “point-contact“ transistor. Shockley subsequently designed a new type of transistor called the „bipolar“ transistor which was superior to the point- contact type and replaced it. Thus the transistor was, in large part, Shockley's creation.

Otázky:

• Kdo a jak se podílel na vynalezení tranzistoru?
• Zjistěte, za kolik let po zveřejnění vynálezu získali jeho autoři Nobelovu cenu.
• Jaké jsou přednosti tranzistoru oproti vakuovým elektronkám?
• Vysvětlete vlastními slovy, co znamená „controllable valve that lets a weak signal control a much larger flow“.
• Leží Bellovy laboratoře ve slavném Silicon Valley?