트랜지스터를 스위치로

부품 및 재료

<울>

6볼트 배터리 2개

NPN 트랜지스터 1개 - 모델 2N2222 또는 2N3403 권장(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1617은 이 실험과 다른 실험에 이상적인 15개의 NPN 트랜지스터 패키지)

100kΩ 저항 1개

560Ω 저항 1개

발광 다이오드 1개(Radio Shack 카탈로그 번호 276-026 또는 동급)

저항 값은 이 실험에서 중요하지 않습니다. 특정 발광 다이오드(LED)도 선택하지 않았습니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 3권, 4장:"바이폴라 접합 트랜지스터"

학습 목표

<울>

바이폴라 접합 트랜지스터의 전류 증폭

개략도

그림

지침

다이어그램에 표시된 빨간색 와이어(100kΩ 저항기의 한쪽 끝에 연결된 화살촉으로 끝나는 와이어)는 회로의 다른 지점에 순간적으로 만질 수 있도록 느슨한 상태로 유지하기 위한 것입니다.저항기) 회로의 다른 지점에 순간적으로 접촉할 수 있도록 느슨한 상태를 유지합니다.

느슨한 전선의 끝을 DC 전원의 양극과 같이 회로의 양극보다 더 양극인 지점에 만지면 LED가 켜집니다. 표준 LED를 완전히 비추는 데 20mA가 걸리므로 느슨한 와이어가 연결된 100kΩ 저항이 통과하는 전류를 20mA보다 훨씬 낮은 값으로 제한하기 때문에 이 동작이 흥미롭게 느껴질 것입니다.

기껏해야 100kΩ 저항에 걸쳐 12볼트의 총 전압은 0.12mA 또는 120μA의 전류를 생성합니다! 와이어를 회로의 양극에 접촉하여 이루어진 연결은 1mA보다 훨씬 적은 전류를 전도하지만 트랜지스터의 증폭 작용을 통해 제어할 수 있습니다. LED를 통한 훨씬 더 큰 전류.

전류계를 사용하여 다음과 같이 느슨한 전선을 전원의 양극에 연결해 보십시오.

이 작은 흐름을 측정하려면 미터에서 가장 민감한 전류 범위를 선택해야 할 수도 있습니다. 이 통제를 측정한 후 전류, LED의 전류(제어 현재) 및 크기를 비교합니다.

비율이 200(제어 전류의 200배)을 초과하는 경우 놀라지 마십시오! 보시다시피 트랜지스터는 일종의 전기 제어 스위치 역할을 하여 베이스 단자를 통해 전도되는 훨씬 작은 전류 신호의 명령에 따라 LED에 전류를 켜고 끕니다.

제어 전류가 얼마나 작은지 더 자세히 설명하려면 회로에서 느슨한 와이어를 제거하고 한 손의 두 손가락으로 100kΩ 저항의 연결되지 않은 끝을 전원의 양극에 "브리징"해 보십시오. 전도성을 최대화하려면 손가락 끝을 적셔야 할 수도 있습니다.

회로의 이 두 지점으로 손가락의 접촉 압력을 변화시켜 제어 전류 경로의 저항 양을 변화시키십시오. 이렇게하면 LED의 밝기를 변경할 수 있습니까? 이것은 단순한 스위치 이상의 역할을 하는 트랜지스터의 능력에 대해 무엇을 나타냅니다. 즉, 변수로

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

<사전>스위치로서의 트랜지스터 v1 1 0 r1 1 2 100k r2 1 3 560 d1 3 4 mod2 q1 4 2 0 mod1 .model mod1 npn bf=200 .model mod2 d is=1e-28 .dc v1 12 .1 출력 dc v(2,0) v(4,0) v(1,2) v(1,3) v(3,4) .end

이 시뮬레이션에서 560Ω 저항 v(1,3) 양단의 전압 강하는 옴의 법칙(I=E/R)에 따라 18.32mA의 LED 전류를 나타내는 10.26볼트로 밝혀졌습니다. R₁ 의 전압 강하(노드 1과 2 사이의 전압)는 11.15V가 되며 100kΩ에 걸쳐 111.5μA의 전류만 제공합니다. 분명히 아주 작은 전류가 이 회로에서 훨씬 더 큰 전류를 제어하고 있습니다.

궁금한 점이 있으시면 is=1e-28입니다. 다이오드의 .model 매개변수 라인은 다이오드가 순방향 전압 강하가 더 높은 LED처럼 작동하도록 하기 위한 것입니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

스위치로서의 양극성 접합 트랜지스터 워크시트