Амбітна мета компанії MediaTek - сформувати співтовариство розробників гаджетів з фахівців по всьому світу і допомогти їм реалізувати свої ідеї в готові прототипи. Вже зараз для цього є всі можливості, від міні-спільнот, в яких можна подивитися чужі проекти до прямих контактів з справжніми виробниками електроніки. Почати проектувати гаджети може будь-який талановитий розробник - поріг входу дуже низький.
Ну ось, власне, минувши сім нудних і непотрібних глав про всяку мурі =), ми дійшли-таки до самого цікавого і захоплюючого. До транзистора.
Сучасна електроніка не змогла б існувати, якби не цей елемент! Адже навіть сама наворочена мікросхема, десь в глибині своєї силіконової душі складається з тих же самих транзисторів. Тільки - дуже маленьких.
Транзистор - це підсилювальний елемент. Він посилює слабку енергію подається на нього сигналу за рахунок енергії додаткового джерела живлення.
Пояснюю. Всі ми їздили хоч раз на поїзді, на електричці або, хоча б, на трамваї. Коли поїзд гальмує, завжди чутно характерне шипіння. Це працює пневматичний привід гальм. Іншими словами, стиснене повітря йде від бака до гальм. Гальмівні колодки підключені до поршня. Коли на поршень починає тиснути стиснене повітря - поршень рухається вперед і притискає колодки щільно до колеса. Поїзд гальмує? А чому повітря починає надходити на поршень? Ймовірно, так хоче машиніст. Він відкриває у себе в кабіні вентиль, і повітря йде. Все до непристойності просто!
Невелика пояснює картинка:
Тепер запитаємо себе, а зміг би машиніст зупинити поїзд, якби гальмівний важіль був безпосередньо пов'язаний з гальмівними колодками? Напевно немає. Яким би качком він не був, зупинити поїзд людині не під силу. А стиснене повітря робить це запросто, досить лише відкрити вентиль.
Подивимося, що вийшло: машиніст витрачає маленьку енергію на те, щоб натиснути гальмівний важіль. Відкривається клапан, і потужний потік стисненого повітря, з багато більшою енергією, притискає гальмівні колодки. Тобто, клапан можна назвати підсилювальним елементом, який підсилює слабку енергію, яка витрачається людиною за рахунок сильної енергії стисненого повітря.
Смію Вас запевнити, в транзисторі все абсолютно так само. Тільки через нього проходить не стиснене повітря, а електричний струм. У транзистора три висновки: колектор, емітер і база.
Між колектором і емітером тече сильний струм, він називається колекторний струм (Ік), між базою і емітером - слабкий керівник струм бази (Іб). Величина колекторного струму залежить від величини струму бази, так само як і натиск стисненого повітря залежить від того, наскільки відкритий клапан. Причому, колектор ток завжди більше струму бази в певну кількість разів. Ця величина називається коефіцієнт посилення по току, позначається h21е. У різних типів транзисторів це значення коливається від одиниць до сотень разів.
Отже, коефіцієнт посилення по току - це відношення колекторного струму до струму бази:
Для того, щоб обчислити колекторний струм, потрібно помножити струм бази на коефіцієнт посилення:
У цій схемі транзистор управляє яскравістю світіння лампочки. Іншими словами, він регулює струм, що протікає через лампочку. Оскільки лампочка підключена до колектора транзистора, то і струм, поточний через неї є струмом колектора.
Керуючий струм бази обмежується резистором R1. Знаючи цей струм і коефіцієнт посилення транзистора (h21е), можна легко дізнатися струм колектора. З іншого боку, знаючи, який нам потрібен струм колектора, ми завжди можемо обчислити струм бази і підібрати відповідний резистор.
Нехай наша лампочка їсть ток 0,33 А,
а транзистор має h21е = 100.
Який потрібен струм бази, щоб лампочка горіла в повний накал?
І яким при цьому буде опір R1?
Повний напруження - це коли струм споживання дорівнює номінальному.
Номінальний - 0,33 А. Таким чином, необхідний струм колектора - 0,33 А.
Струм бази повинен бути менше колекторного в h21е раз. Тобто - в 100 разів. Тобто, він повинен бути дорівнює 0,33 / 100 = 0,0033А = 3,3 мА.
Ура, вирішили.
Тепер залишилося обчислити опір резистора в ланцюзі бази. Обчислюємо (за законом Ома):
U - нам відомо - це напруга живлення, 9В
I - тільки що знайшли - 0,0033 А
Арифметика, 2 клас: R = 9 / 0,0033 = 2700 Ом = 2,7 кОм.
Відповідь: опір резистора = 2,7 кОм
Просто? Ще б! Але - не спокушайтеся. Далі - гірше! =)
У наступних декількох параграфах ми поговоримо про речі, абстрактних від транзистора. Але після цього, обов'язково до нього повернемося, вже з новими цікавими знаннями. І зможемо вже більш широко використовувати цей елемент.