Транзистор?.. Это очень просто!

Н. — Ей богу нет. Я вижу, что смещение всех баз достигается с помощью делителей напряжения.

Л. — Для облегчения налаживания самодельных приемников бывает полезно сделать эти делители регулируемыми, устанавливая для этого вместо одного из резисторов каждого делителя реостат. Чрезвычайно важно правильно выбрать рабочую точку.

Н. — Я предполагаю, что мощные транзисторы, образующие оконечный двухтактный каскад, имеют такое смещение, чтобы работать в режиме В, так как это экономит расход батарей.

Л. — Конечно. Могу ли я для проверки твоих знаний спросить, какую роль играют резисторы R1, R2, R3 и R4?

Н. — Не заблокированный конденсатором резистор R1 представляет собой элемент отрицательной обратной связи по току. Он уменьшает искажения и повышает входное сопротивление каскада. А кроме того, его действие складывается с действием резистора R2, который служит для стабилизации рабочей точки транзистора при изменениях температуры. Что же касается R3, то это классический резистор связи двух каскадов усилителя низкой частоты. Наконец, резистор R4 со своим конденсатором служит для развязки цепи коллектора, чтобы предотвратить возникновения паразитных связей с другими каскадами через общие цепи питания.

Долгой жизни транзистору

Л. — Браво, Незнайкин! Мне приятно, что я не потерял зря времени, объясняя тебе работу транзисторов и их применение в усилителях и приемниках.

Н. — Чем, однако, ограничивается использование этих «трехлапых существ».

Л. — Ты можешь себе представить, мой дорогой друг, с каким энтузиазмом мы, радиотехники, встретили эти чудесные полупроводниковые приборы, у которых размеры и масса ничтожны, аппетит более чем скромный (по сравнению с аппетитом ламп, требующих тока накала) и изумительная долговечность. Через десять лет после создания первого транзистора очень серьезные люди уже утверждали, что транзисторы могут работать по крайней мере сто тысяч часов. Забавнее всего в этой истории то, что указанные десять лет содержат всего лишь восемьдесят семь тысяч шестьсот сорок восемь часов! При этом я учел и високосные годы. И тем не менее экстраполяция, к которой так смело прибегли, оказалась правильной, а может быть даже заниженной.

Н. — Я знаю, что вычислительные машины являются крупными потребителями транзисторов. В некоторых из них установлено около десяти тысяч штук.

Л. — Ты понимаешь, какое преимущество в этом случае дают их малые размеры и практически полное отсутствие нагрева?

Н. — Я читал, что эти же малые размеры позволили сконструировать слуховые аппараты, т. е. усилители для плохослышащих, размещенные в дужках очков.

Л. — Правильно. Ты, очевидно, догадываешься, как высоко ценятся эти качества транзисторов специалистами по космическим ракетам, где на самом строгом учете каждый грамм, каждый кубический сантиметр и каждый милливатт источников питания.

Н. — Короче говоря, во всех областях транзисторы способны выгодно заменить вакуумные лампы.

Л. — Ты слишком спешишь с выводами. Пока еще имеются некоторые области, где лампы остаются незаменимыми, например в мощных передатчиках. Но уже появилось и немало таких проблем, решить которые удалось только с помощью транзисторов. Не говорит ли это тебе, что вакуумные лампы и полупроводниковые приборы могут мирно сосуществовать и каждый из них следует разумно применять с учетом его особенностей.

Мы, несомненно, еще будем иметь возможность поговорить о применении транзисторов в качестве коммутирующих устройств, мультивибраторов, триггеров, в качестве различных типов вагонов, которых ты еще не знаешь, но которые используются для составления различных электронных поездов, имеющих иное назначение, чем прием радиовещательных станций. А пока я приведу тебе только один маленький пример: преобразователь постоянного тока, который значительно проще сделать на транзисторах, чем на электронных лампах.

Бесшумный преобразователь

Н. — Что ты называешь преобразователем постоянного тока?

Л. — Устройство, позволяющее повысить напряжение источника тока. Раньше для этого нужно было использовать двигатель постоянного тока, который, работая, например, от батареи в 12 В, приводил в движение генератор постоянного тока, дающий, скажем, 120 В.

Н. — Какая сложность и какой низкий к. п. д.!

Л. — А с помощью транзистора (рис. 130) эту операцию можно выполнить без шума, без движения и с лучшей эффективностью. Для этого постоянный ток источника напряжения превращают в переменный. Это делают с помощью транзистора, работающего в качестве низкочастотного блокинг-генератора.

Рис. 130. Преобразователь, позволяющий повысить напряжение источника постоянного тока. Делитель напряжения R1R2 служит для подачи на базу транзистора начального смещения.

Я напомню тебе, что так называют генераторы с сильно связанными обмотками, дающие колебания далеко не синусоидальной формы, что, впрочем, в данном случае идет лишь на пользу экономичности.

Н. — О дальнейшем я догадываюсь. Третья обмотка, насаженная на тот же сердечник, но имеющая значительно больше витков, повышает напряжение переменного тока, после чего остается только выпрямить этот ток диодом и отфильтровать при помощи цепочки, состоящей из резистора R3 и конденсаторов С2 и С3.

Л. — Ты, Незнайкин, еще раз доказал свою изумительную ясность ума, я тебя поздравляю! Я думаю, что ты хорошо усвоил мои уроки и не встретишь трудностей в предстоящих путешествиях по лабиринтам транзисторных схем. Однако следует сказать, что полупроводниковая техника непрерывно развивается и завоевывает новые области (в том числе и телевидение) и прогресс технологии, несомненно, приготовит нам немало сюрпризов. Поэтому я должен дать тебе добрый совет: не отставай от этого прогресса. Внимательно следи за ним, читай статьи, появляющиеся в технической периодической литературе. Всегда помни слова Фрэнсиса Бэкона: «Тот, кто не обновляется — разрушается, так как неумолимое течение времени все изменяет». И, наконец, без колебаний применяй свои знания на практике и сам экспериментируй со схемами на транзисторах. Тогда ты лучше осознаешь тот факт что…

Н. — …транзистор?.. Это очень просто!

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Письмо Любознайкина Незнайкину

Дорогой друг Незнайкин!

Как обещал тебе сегодня утром во время разговора по телефону, я попытаюсь кратко изложить прогресс в области полупроводниковой техники, происшедший со времени нашей последней встречи.