|
|
Учебник для 11 класса ФИЗИКА§ 2.13. Генератор на транзисторе
Схема генератора на транзисторе в принципе ничем не отличается от схемы лампового генератора (см. рис. 2.29). Это автоколебательная система, но только роль клапана, управляющего током в анодной цепи, вместо триода играет транзистор. Транзистор, напомним, состоит из трех полупроводниковых слоев: эмиттера, базы и коллектора. Эмиттер и коллектор имеют одинаковые основные носители заряда, например, электроны (это полупроводники n-типа), а база имеет основные носители противоположного знака — дырки (полупроводник р-типа). База играет роль управляющего электрода триода — сетки, коллектор роль анода, а эмиттер роль катода, поставляющего заряженные частицы в анодную цепь генератора. Упрощенная схема генератора на транзисторе показана на рисунке 2.30. Колебательный контур соединен последовательно с источником тока и транзистором таким образом, что на коллектор подан положительный потенциал, а на эмиттер — отрицательный.
Рис. 2.30 Чтобы в генераторе возникли незатухающие колебания, нужно сообщать базе положительный потенциал относительно эмиттера в те моменты времени, когда нижняя (по рисунку) пластина конденсатора заряжена положительно, а верхняя отрицательно (коллекторный переход открыт). При этом идет ток в цепи контура, подзаряжая конденсатор. Напротив, в интервалы времени, когда нижняя пластина конденсатора заряжена отрицательно, а верхняя — пололсительно, ток в цепи контура должен отсутствовать. Для этого база должна иметь отрицательный потенциал, а эмиттер положительный (коллекторный переход закрыт). Колебания в контуре управляют колебаниями напряжения на n—р-переходе эмиттер — база (эмиттерном переходе) посредством индуктивной обратной связи, как и в ламповом генераторе. Если фаза колебаний напряжения на эмиттерном переходе подобрана правильно, то «толчки» тока в цепи контура действуют на контур в нужные моменты времени и колебания в контуре не затухают. Для этого концы обмотки катушки Lc должны быть присоединены к базе и эмиттеру так, чтобы при положительном потенциале нижней пластины конденсатора потенциал базы также был положительным. - Амплитуда автоколебаний в контуре пропорциональна напряжению, создаваемому источником, а частота определяется формулой Томсона, как и в случае лампового генератора. Генераторы на транзисторах применяются во множестве радиотехнических устройств: в радиоприемниках, передатчиках небольпюй мощности и т. д. Во всех современных электронных вычислительных машинах имеются миниатюрные генераторы на транзисторах. Основные элементы автоколебательной системыНа примерах лампового генератора и генератора на транзисторе можно выделить основные элементы, характерные для многих автоколебательных систем (рис. 2.31):
Рис. 2.31
* * * * * На этом мы заканчиваем изучение механических и электрических колебаний. Замечательна тождественность общего характера процессов различной природы, тождественность математических уравнений, которые их описывают. Эта тождественность, как мы видели, сильно облегчает изучение колебаний.
Рис. 2.32
|
|
|