Шаг за шагом. Транзисторы - Сворень Рудольф Анатольевич (читать книги полные .TXT) 📗
Но вот прошло два-три года, и в журналах, книгах, сборниках появилось множество других схем, чем-то похожих, а чем-то различающихся. И сегодня радиолюбитель, который хочет собрать приемник или усилитель, часто задумывается, какую схему из всего этого множества схем выбрать? Нужно сразу сказать, что, несмотря на большое разнообразие, все простые любительские схемы делятся на сравнительно небольшое число основных групп. В пределах такой группы схемные решения зачастую очень похожи.
К основным группам схем, интересующих начинающего любителя, можно отнести собранные на двух-трех транзисторах приемники с головными телефонами (наушниками), схемы сравнительно простых, но уже на четырех — шести транзисторах приемников прямого усиления для громкоговорящего приема и схемы всеволновых супергетеродинных приемников. Усилители НЧ чаще всего разделяются на такие группы: усилители с выходной мощностью около 0,1 вт (100 мвт) и с маломощными (типа П41) транзисторами в выходном каскаде и усилители с мощными транзисторами (типа П214) и выходной мощностью 1–2 вт. И в той и в другой группе встречаются схемы, где громкоговоритель подключается к выходному каскаду через трансформатор или без него. Начинающие любители проявляют также интерес к простейшим схемам электромузыкальных инструментов и к приборам автоматики.
В этой главе вы найдете схемы, представляющие каждую из названных групп, причем в некоторых случаях принципиальные схемы дополнены монтажными, показывающими один из возможных вариантов (но не единственный!) расположения деталей на монтажной плате. При отборе схем обращалось внимание на такое их качество, которое можно назвать «типичностью». Иными словами, в отобранных схемах используются схемные элементы, которые наиболее часто встречаются в любительской аппаратуре. Кроме того, при отборе схем учитывалась простота их налаживания и сохранение основных параметров при некотором отклонении деталей от указанных на схемах величин.
Все приведенные схемы можно назвать практическими, потому что они были построены в любительских условиях, а некоторые перед* публикацией в книге специально проверялись, дорабатывались или разрабатывались заново. При желании можно в различных вариантах сочетать приведенные схемы (например, пристраивать усилитель НЧ от одного приемника к усилителю ВЧ от другого), менять отдельные схемные элементы (например, в качестве нагрузки включать в усилители ВЧ дроссели, намотанные на ферритовых кольцах вместо предусмотренных схемой резисторов) или даже менять целые схемные узлы (например, включив первый каскад усилителя НЧ по схеме ОК вместо схемы ОЭ). Можно также в некоторых пределах менять данные деталей схемы — уменьшать при необходимости сопротивление нагрузки, увеличивать емкость разделительных конденсаторов, вводить дополнительные развязывающие фильтры и т. п. В результате всех этих «комбинаций» можно получить огромное множество схем, и некоторые из них могут оказаться лучше своих «родителей».
Знания, приобретенные в предыдущих разделах книги, вполне достаточны, чтобы разобрать приведенные в этой главе практические схемы. Однако, прежде чем приступать к описанию конкретных схем, нам нужно сделать еще один и, кстати, очень важный для будущей практической работы шаг. Нам нужно познакомиться с конкретными типами транзисторов.
Если заглянуть в справочник по полупроводниковым приборам, то прежде всего бросается в глаза огромное количество типов транзисторов и диодов — многие десятки диодов с разными названиями, многие десятки разных транзисторов. Нужно ли такое многообразие? Нельзя ли обойтись несколькими основными типами диодов и транзисторов или, может быть, каким-нибудь одним универсальным, пригодным на все случаи жизни прибором? На эти вопросы приходится отвечать уклончиво — и да и нет.
Одним универсальным типом прибора — одним диодом или одним транзистором— обойтись, конечно, нельзя. Потому что нет, в частности, идеального диода, который и большой ток пропускал бы, и высокое обратное напряжение терпел бы (напоминаем о примечании на стр. 26), и малой емкостью обладал бы, и еще ко всему имел бы незначительный обратный ток и слабую зависимость параметров от температуры. Такой диод изготовить невозможно, а по некоторым показателям принципиально невозможно. Вот и приходится создавать разные приборы, принося в одном случае в жертву выпрямленный ток ради уменьшения емкости, в другом случае жертвуя допустимым напряжением ради выпрямленного тока, в третьем случае снижая все предельные параметры для уменьшения габаритов и т. д. Так появляется в наших справочниках несколько типов диодов, каждый из которых имеет свои отличительные особенности и свои области применения.
То же самое можно сказать и о транзисторах. В некоторых случаях приходится жертвовать частотными свойствами триода, мириться со сравнительно низкой предельной частотой усиления ради того, чтобы получить большую мощность. В других случаях конструкторы умышленно разрабатывают приборы с малыми размерами рn-переходов, а значит, со сравнительно небольшой выходной мощностью, пытаясь тем самым уменьшить собственные емкости транзистора и ослабить его влияние на высокочастотные цепи. В третьем случае приходится идти на ухудшение усилительных свойств транзистора, чтобы ослабить влияние температуры на его параметры. Одним словом, при разработке транзисторов, так же как и при разработке диодов, приходится в разных случаях приносить разные жертвы и создавать таким образом различные типы приборов для разных областей применения.
Есть еще два обстоятельства, определяющих ассортимент полупроводниковых приборов, в частности транзисторов. Одно из этих обстоятельств весьма неприятно, так как оно приводит к излишнему расширению ассортимента. Второе обстоятельство, наоборот, позволяет бороться с разбуханием ассортимента транзисторов, помогает создавать полупроводниковые приборы «без жертв», то есть обладающие сразу многими ценными свойствами.
То, что разработчики вынуждены создавать транзисторы нескольких разных типов, это, как говорится, еще полбеды.
Разные типы транзисторов плодятся при самом их производстве, причем у каждого основного типа появляется сразу несколько подтипов. Давайте для примера посмотрим, как и почему размножается семейство простейшего сплавного полупроводникового триода со структурой р-n-р.
Сплавной транзистор с такой структурой получается в результате большого числа сложных и тонких технологических операций, некоторые из них названы на рис. 90.
Рис. 90. Производство транзистора — это большой комплекс сложных технологических операций.
При вытягивании кристалла германия в него вводится донорная примесь, и во всем кристалле создается n-проводимость. Затем кристалл разрезают на плоские пластины, которые тщательно шлифуют и в свою очередь разрезают на мелкие кристаллики. Каждый такой кристаллик — основа транзистора, его будущая база, в которую нужно вплавить эмиттер и коллектор.
Для вплавления эмиттера основной кристаллик с проводимостью р-типа помещают в небольшую металлическую кассету (рис. 91) и туда же укладывают заранее приготовленную микроскопическую крупинку индия. Затем кассету закрывают и устанавливают в печь, температура в которой достигает 500 градусов. В этой печи индий вплавляется в кристаллик германия, и в месте вплавления образуется эмиттерный рn-переход.
Рис. 91. Основные этапы производства сплавных и диффузионных транзисторов.
Затем кассету вынимают, переворачивают и с противоположной стороны вводят вторую крупинку индия, несколько большей величины, чем первая. Еще одна установка в печь, еще одно вплавление индия в германий — и еще один, на этот раз коллекторный pn-переход готов. Мы расчленили весь процесс лишь для наглядности: обычно эмиттер и коллектор вплавляют одновременно, при этом в печь устанавливают сразу большое количество кассет.
