Восемь схем на одном транзисторе

Познакомиться с работой различных электронных устройств лучше всего на примере простых транзисторных схем. В этой статье приводится описание восьми самоделок, выполненных всего на одном транзисторе.

С помощью пробника-индикатора (рис. 1) проверяют надежность соединений и целостность проводников в различных электрических цепях. Как работает такой прибор? Когда электрический контакт между щупами XI отсутствует, транзистор VT1 закрыт и тока в цепи лампочки HL1 нет. Но стоит только замкнуть контакт, как на базу транзистора поступит отрицательное напряжение, он откроется и лампочка загорится, сигнализируя о том, что проверяемая электрическая цепь не нарушена. А для чего нужен резистор R1 в цепи базы VT1? Представим себе на время, что резистор R1 отсутствует и база транзистора непосредственно соединена с одним из щупов XI. Тогда при замыкании щупов на базе окажется полное напряжение источника питания. Большая часть тока в этом случае потечет через переход «база-эмиттер», так как его сопротивление намного меньше, чем сопротивление перехода «коллектор-эмиттер», в цепь которого включена лампочка HL1, поэтому она не загорится. При включении резистора R1 на 33 Ом ток между базой и эмиттером уменьшается, транзистор открывается и лампа загорается. Таким пробником можно «прозванивать» электрические цепи с сопротивлением до 150 Ом.

Очередной прибор — сторожевое устройство, его схема приведена на рисунке 2. Проводник, включенный между клеммами ХТ1, протягивают вокруг охраняемого объекта, а к контактным пластинам К1.1 реле К1 подключают сигнализирующее устройство. При включении источника питания GB1 транзистор VT1 закрыт положительным напряжением на базе. При обрыве проводника, подключенного к клеммам ХТ1, на базу VT1 с резистора R1 поступает отрицательное напряжение, которое открывает транзистор. В цепи «коллектор-эмиттер» возникает электрический ток, приводящий к срабатыванию реле К1 и замыканию контакта K1.1 включающего сигнальное устройство.

Переменным резистором R1 устанавливают ток срабатывания реле К1. Для этого проводник отсоединяют от клемм ХТ1 и, вращая движок R1, добиваются четкого срабатывания реле.

Простейший усилитель низкой частоты (его можно использовать для прослушивания грамзаписей или применить в переговорном устройстве) представлен на следующей схеме (рис. 3). Разъем ХР1 служит для подключения усилителя к выходным гнездам проигрывателя или микрофона. В исходном состоянии на базу транзистора VT1 через резистор R1 подано начальное напряжение смещения, в результате чего сопротивление перехода «коллектор-эмиттер» в этом случае несколько меньше, чем в закрытом состоянии транзистора. Когда с источника электрических сигналов отрицательное напряжение поступает на конденсатор С1, а с него на базу VT1, транзистор полностью открывается и через головные телефоны BF1 течет ток. При изменении полярности входного сигнала положительное напряжение также поступает на базу VT1, но теперь транзистор закрывается, и ток в телефонах BF1 отсутствует. Таким образом, чередование отрицательного и положительного напряжений (а именно так ведет себя электрический сигнал, поступающий с проигрывателя или микрофона) на входе усилителя приводит к изменению напряжения на телефонах, которое приводит к колебанию мембраны, а, следовательно, к преобразованию электрических сигналов в звуковые. Оксидный конденсатор С1 предотвращает попадание прямого тока на вход усилителя через электрические цепи источника сигналов.

Проверить работоспособность любого усилителя звуковой частоты, в том числе и описанного выше, Можно с помощью генератора-пробника (рис. 4). При включении источника питания GB1 напряжение на коллекторе транзистора VT1 скачкообразно изменится от 0 до некоторого значения, определяемого сопротивлениями резисторов R3 и R4, создающих начальное напряжение смещения на базе транзистора. При этом импульс тока, возникший в цепи коллектора VT1, поступает не только на выход генератора, но и на цепочку C1R1, C2R2, C3R4. В результате происходит процесс последовательной зарядки конденсаторов, длительность его зависит от значений емкостей и сопротивлений элементов цепочки. После того как зарядится конденсатор СЗ, на базе транзистора окажется положительное напряжение, поступившее с обкладки СЗ, Это приводит к увеличению напряжения на коллекторе. Теперь происходит обратный процесс разрядки конденсаторов через резисторы, а, следовательно, и уменьшение положительного напряжения на коллекторе. Поскольку конденсатор С1 соединен с коллектором VT1, то за счет существующей обратной связи (то есть связи, при которой напряжение на коллекторе VT1 влияет на заряд конденсаторов, а заряд конденсаторов, в свою очередь, оказывает влияние на напряжение коллектора VT1) процесс зарядки и разрядки конденсаторов становится бесконечным во времени, и происходит самовозбуждение генератора. Таким образом, с конденсатора С4 на вход проверяемого устройства будет поступать сигнал звуковой частоты.

Низкочастотный генератор можно собрать, используя частотозадающую цепочку RC, состоящую всего из одного резистора и одного конденсатора. Схема такого генератора для квартирного звонка представлена на рисунке 5. В устройстве применен выходной трансформатор Т1 с отводом от середины первичной обмотки. Он подключен к отрицательному полюсу источника питания GB1. При замыкании кнопки SB1 начинает заряжаться конденсатор С1, и через верхнюю по схеме половину первичной обмотки Т1 течет ток, Когда конденсатор зарядится полностью, транзистор VT1 откроется и начнется обратный процесс — С1 разряжается через первичную обмотку трансформатора и коллекторно-эмиттерный переход VT1. Затем транзистор закроется положительным напряжением, поступающим с резистора R1 на базу, и конденсатор вновь начнет заряжаться. Таким образом, ток в первичной обмотке все время будет менять свое направление с частотой, определяемой емкостью С1 и сопротивлением R1. Звуковой сигнал поступает с вторичной обмотки Т1 на динамическую головку ВА1, тональность ее звучания изменяют переменным резистором R1. В случае необходимости звонок можно отключить тумблером SA1, тогда даже при нажатой кнопке SB1 генератор работать не будет.

Следующая схема (рис. 6) во многом схожа с предыдущей. Она представляет собой электронный метроном — прибор для развития чувства ритма у музыкантов. В этом устройстве конденсатор С1 имеет значительно большую емкость, чем у предыдущего. Причем процесс зарядки конденсатора длится достаточно долго, а разряжается он почти мгновенно. В результате в динамической головке ВА1 раздаются характерные щелчки, период следования которых зависит от сопротивления резистора R1.

Низкочастотные генераторы составляют основу всех клавишных электромузыкальных инструментов. Простейший одноголосый ЭМИ можно собрать по схеме, показанной на рисунке 7. Устройство представляет собой низкочастотный генератор с набором частотозадающих резисторов R1 — RN и клавиатурой S1 — SN. Число резисторов и клавиш выбирается произвольно, в зависимости от того, в каком диапазоне частот будет работать ЭМИ. Тембр звучания инструмента можно изменить подбором емкости конденсатора С2. Отличие этого устройства от двух предыдущих в том, что на базу транзистора VT1 подается отрицательное напряжение смещения.

И наконец, последняя схема — радиоприемник с однокаскадным усилителем звуковой частоты (рис. 8). В основе его уже хорошо знакомый низкочастотный усилитель; к его входу через диод VD1 подключена катушка связи L2 колебательного контура L1C1. Обе катушки намотаны на отрезке ферритового стержня. Настройка на различные радиостанции производится вращением движка конденсатора переменной емкости С1. Диод VD1 служит для детектирования высокочастотных колебаний. Для улучшения радиоприема к колебательному контуру подключают выносную антенну WA1 и заземление. С помощью конденсатора СЗ подбирают тембр звучания приемника.

Во всех устройствах можно применить постоянные резисторы ВС, МЛТ или ОМЛТ мощностью 0,125 Вт, переменные резисторы и конденсаторы — любых типов, важно только, чтобы оксидные конденсаторы были рассчитаны на напряжения не ниже указанных на схемах. Вместо реле РЭС47 можно применить любое другое, рассчитанное на постоянное напряжение 5…9 В и ток срабатывания не более 30 мА. Телефоны ТА-56м допустимо заменить на ТОН-1 или ТА-4, транзисторы МП26 — на МШЗ — МП16, МП20, МП21, МП25, МП39 — МП42 с любым буквенным индексом. Диод VD1 — серий Д2, Д9 или Д18. Динамическая головка ВА1 — любого типа мощностью 0,1…0,5 Вт; лампа HL1 — МН6,3 на ток 0,1…0,3 A; Т1 — любой малогабаритный выходной трансформатор с отводом от середины первичной обмотки — от транзисторного радиоприемника. Катушки L1 и L2 размещены на круглом ферритовом стержне марки 400 НН или 600 НH: L1 содержит 180 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,1, намотанного внавал на бумажном каркасе с шестью секциями по 30 витков в каждой, L2 на отдельном бумажном каркасе содержит 25…30 витков того же провода Ø 0,2 мм. Катушки располагают относительно друг друга так, чтобы громкость приема была максимальной. Источник питания — батарея «Крона» или две последовательно соединенные батареи 3336Л. Антенной может служить провод длиной 1,5…2 м, заземлением — труба теплоснабжения или водопровода.

Все устройства, описанные в статье, не нуждаются в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинают работать сразу после включения.