Транзистор?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Это позволяет получать бесконечное количество различных железнодорожных составов.

Л. — Точно так же изученные нами схемы различных каскадов на транзисторах позволяют составлять бесчисленное множество разных радиоприемников. Невозможно рассмотреть их все. Но если ты хочешь, мы в качестве примера разберем одну полную схему, состоящую из вагонов… я хотел сказать, из следующих каскадов: преобразователя частоты, как на рис. 127; двух каскадов усиления промежуточной частоты, как на рис. 116, но с отводами в первичной обмотке, чтобы уменьшить затухание, вносимое в контур предшествующим транзистором; детектора, как на рис. 120; двух каскадов низкой частоты на резисторах, как на рис. 91; оконечного двухтактного каскада, как на рис. 102.

Прошу тебя внимательно рассмотреть эту схему (рис. 129, а, б), по которой с некоторыми отличиями в деталях собрано большинство портативных радиоприемников, нарушавших твой покой на пляже. Видишь ли ты в ней что-нибудь, что могло бы тебя заинтересовать?

Рис. 129. Типовая схема портативного радиоприемника на транзисторах, составленная из рассмотренных ранее каскадов. На схеме не указаны номиналы резисторов и конденсаторов, так как они зависят от типов применяемых транзисторов.

Н. — Меня заинтриговало то, чего я не вижу, а именно — антенны.

Л. — B радиоприемнике ее нет. Входная катушка L1 намотана на длинный ферритовый стержень, концентрирующий энергию электромагнитных волн и выполняющий функции антенны.

Н. — Очевидно, диаметр такой катушки должен быть значительным, чтобы подобно рамочной антенне собирать достаточную энергию?

Л. — Нет, так как феррит представляет собой магнитную керамику с высокой проницаемостью, он как бы вдыхает в себя все находящиеся поблизости магнитные поля, благодаря чему небольшая катушка, диаметр которой не превышает сантиметра, может иметь такую же восприимчивость, как большая рамочная антенна. Феррит обладает также эффектом направленности, что заставляет соответствующим образом ориентировать портативные приемники и повышает их избирательность, ибо снижает влияние помех, поступающих с других направлений. Обрати внимание, Незнайкин, на то, что вместо одной катушки (а также и вместо катушек гетеродина L2 и L3) обычно устанавливают несколько катушек с переключателем, причем каждая из катушек соответствует определенному диапазону волн. Поэтому мы имеем две катушки в приемниках, рассчитанных на прием длинных и средних волн. А если необходимо принимать и короткие волны, то добавляют третью катушку, соединенную с небольшой штыревой антенной, потому что прием, коротких волн на ферритовую антенну не дает хороших результатов. Есть ли для тебя еще какие-либо неясные моменты?

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.

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.

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.