Ein Transistor ist ein elektrisches Gerät, das einen elektrischen Strom verstärken und verstärken kann. Transistoren können auch als Schalter fungieren und verschiedene elektrische Ströme ein- und ausschalten. Um zu sehen, wie Transistoren funktionieren, können Sie einen einfachen elektrischen Schalter bauen und betreiben. Alle Materialien, die Sie benötigen, finden Sie ganz einfach in einem Elektrofachgeschäft.
Schritte
Teil 1 von 3: Einsetzen des Transistors und der Widerstände
Schritt 1. Kaufen Sie einen BJT-Transistor, ein Steckbrett, Widerstände und anderes Zubehör
Besuchen Sie ein lokales Elektronikgeschäft, um die Artikel abzuholen, die Sie zum Bau einer einfachen Schaltung benötigen. Kaufen Sie ein lötfreies Steckbrett mit 830 Verbindungspunkten und 1 LED-Glühbirne. Finden Sie die 470Ω-Widerstände und kaufen Sie eine kleine Box (Sie benötigen nur 2 einzelne Widerstände). Nehmen Sie auch eine Rolle mit massivem Kupferanschlusskabel. Schließlich kaufen Sie eine 9-Volt-Batterie.
Es gibt viele verschiedene Arten von Transistoren, und der Bipolar-Junction-Transistor (BJT) ist einer der beliebtesten Stile. Es ist auch ziemlich einfach zu bedienen und eine gute Option für alle, die neu mit Transistoren arbeiten. Ein BJT-Transistor funktioniert, indem er einen kleinen elektrischen Strom empfängt und in einen viel größeren Strom umwandelt
Schritt 2. Identifizieren Sie die Pins an Ihrem Transistor
Ihr BJT-Transistor hat einen Kunststoffkopf mit 3 kleinen Metallstiften, die aus einem Ende herausragen. Halten Sie den Transistor so, dass die Vorderseite (mit der Beschriftung darauf) zu Ihnen zeigt. Wenn sich der Transistor in dieser Position befindet, ist der ganz linke Pin der Emitter, der mittlere Pin ist die Basis und der ganz rechte Pin ist der Kollektor.
Diese 3 Pins haben jeweils eine andere Funktion, daher ist es wichtig, sie richtig zu identifizieren
Schritt 3. Stecken Sie den Transistor in das Steckbrett
Stecken Sie jeden der 3 Metallstifte mit der Vorderseite des Transistors in Ihre Richtung in ein separates Loch im Steckbrett. Wählen Sie 3 benachbarte Löcher in einem beliebigen Teil des Steckbretts. Stecken Sie den Emitter in das ganz linke Loch, die Basis in das mittlere Loch und den Kollektor in das ganz rechte dieser 3 Löcher.
- Dies kann einige heikle Arbeit erfordern, da jedes der Steckbrettlöcher nur ungefähr ist 1⁄32 Zoll (0,79 mm) im Durchmesser.
- Ein Steckbrett ist ein ungefähr 10 Zoll × 6 Zoll (25 cm × 15 cm) großes Stück Plastik mit elektrischen Leitungen, die zwischen den einzelnen Löchern verlaufen. Es wird häufig in elektrischen Experimenten mit Transistoren verwendet, da elektrische Energie zwischen allen Metallelementen fließt, die mit dem Steckbrett verbunden sind.
Schritt 4. Stecken Sie die beiden 470Ω-Widerstände in Steckbrettlöcher in der Nähe des Transistors
Jeder der Widerstände umfasst einen dicken, kunststoffummantelten Stab mit einem dünnen Draht, der sich von beiden Enden erstreckt. Biegen Sie diese Drähte, bis sie sich in einem 90-Grad-Winkel vom Körper des Widerstands befinden. Stecken Sie dann die Drähte in die Löcher im Steckbrett. Aufgrund der Größe der Widerstände sollten die Löcher sowohl in der Breite als auch in der Länge etwa 6 voneinander entfernt sein.
- Setzen Sie den ersten Widerstand auf der oberen rechten Seite des Transistors innerhalb von 2-3 Löchern von denen ein, in denen sich der Transistor befindet. Platzieren Sie dann den zweiten Widerstand auf der unteren linken Seite des Transistors, ebenfalls innerhalb von 2-3 Löchern des Lage des Transistors.
- Widerstände helfen, den Stromfluss zu verlangsamen und umzuleiten. Sie werden in einfachen Schaltungen verwendet, um eine Überhitzung der Verkabelung und der LED-Lampe zu verhindern. Widerstände sehen aus wie ein 5,1 cm langes Stück Draht mit einem 2,5 cm langen Plastikrohr, das um die Mitte gewickelt ist.
Teil 2 von 3: Anschließen der LED-Lampe
Schritt 1. Identifizieren Sie die Leitungen an der LED-Lampe
Eine Standard-LED-Glühbirne besteht aus der Glühbirne selbst und 2 Leitungen (dünne Drahtfäden). Eine der Leitungen ist die Kathode und die andere die Anode. Identifizieren Sie die Kathode, indem Sie die kürzeste Leitung finden. Die Anode ist dann die längere Leitung. Untersuchen Sie auch die Oberfläche der Glühbirne selbst und sehen Sie, ob sie einen Hinweis darauf liefert, welche welche ist.
- Wenn Sie die LED anschließen, verbinden Sie die Anode immer mit der positiven Seite des Stromkreises. Wenn Sie die Anode versehentlich mit der negativen Seite des Stromkreises verbinden, funktioniert der Stromkreis nicht und die LED leuchtet nicht.
- LED-Lampen brennen hell, wenn sie mit nur wenig elektrischem Strom betrieben werden.
Schritt 2. Setzen Sie die LED-Lampe ein und verbinden Sie sie mit dem Transistor
Die LED muss sich direkt rechts vom Transistor befinden, damit die Schaltung funktioniert. Stecken Sie die 2 Kabel durch 2 benachbarte Löcher im Steckbrett. Verbinden Sie dann das Kathodenkabel mit dem Kollektorstift des Transistors.
Um das Kathodenkabel mit dem Transistorstift zu verbinden, verdrehen Sie einfach die 2 Drähte unter dem Steckbrett. Machen Sie 2-3 Drehungen, um sicherzustellen, dass Strom zwischen den Drähten fließen kann
Schritt 3. Verbinden Sie 1 Widerstand mit der LED
Verbinden Sie den ersten Widerstand, den Sie eingefügt haben, mit der positiven (roten) Stromschiene, die entlang der nächsten langen Kante des Steckbretts verläuft. Befestigen Sie den zweiten Draht des ersten Widerstands an der Anode der LED. Verbinden Sie den zweiten Widerstand, den Sie eingefügt haben, mit der Basis (mittlerer Pin) des Transistors.
Machen Sie die Verbindung stabil, indem Sie die Widerstandsdrähte 2-3 Mal um die Drähte biegen, an die Sie sie anschließen
Teil 3 von 3: Verdrahtung der Transistorschaltung
Schritt 1. Schneiden Sie 4 Drahtabschnitte von einer Spule mit Anschlussdraht ab
Sie benötigen diese Drahtsegmente, um die Teile Ihrer Schaltung zu verbinden. Schneide mit einem Drahtschneider einen 7,6 cm langen Drahtabschnitt ab. Schneiden Sie dann 2 weitere Segmente ab, die jeweils etwa 15 cm lang sind. Zum Schluss 1 kurzes 5,1 cm langes Drahtsegment abschneiden.
Wenn Sie keine Drahtschneider haben, kaufen Sie ein Paar in einem lokalen Hardware- oder Elektronikfachgeschäft
Schritt 2. Erden Sie den Emitter an der negativen Stromschiene
Um zu funktionieren, muss Ihr Stromkreis geerdet werden. Stecken Sie 1 Ende des Drahtes durch ein Loch im Steckbrett in der Nähe Ihres Transistors und wickeln Sie es 2-3 Mal um den Emitterdraht. Stecken Sie dann das andere Ende des Drahtes in ein Loch im Steckbrett, das mit der negativen Stromschiene verbunden ist.
Identifizieren Sie die negative Leistungskante des Steckbretts, indem Sie es visuell überprüfen. Beide der 2 langen Kanten des Steckbretts haben sowohl eine negative als auch eine positive Schiene. Die negative Schiene wird immer von einem „–“-Zeichen begleitet und ist blau oder schwarz
Schritt 3. Führen Sie beide 15 cm (6 Zoll) Drahtsegmente in das Steckbrett ein
Biege den letzten 1⁄2 Zoll (1,3 cm) der 2 langen Drahtsegmente, so dass es in einem 90-Grad-Winkel zum Rest des Drahtes steht. Stecken Sie ein Ende beider Drähte in die Löcher des Steckbretts in der Nähe des Transistors. Stecken Sie das andere Ende der beiden langen Drahtsegmente in die Löcher am anderen Ende des Steckbretts.
- Wählen Sie Löcher in der gleichen Reihe, so dass die 2 langen Drähte parallel zueinander sind.
- Aufgrund der Länge der Drahtsegmente werden die 2 Enden jedes Segments im Abstand von etwa 25 Löchern eingefügt.
Schritt 4. Verbinden Sie 1 der langen Drähte mit dem Transistor
Suchen Sie den langen Draht, der der Basis des Transistors am nächsten liegt. Wickeln Sie das Drahtende unter dem Steckbrett 2-3 um die Basis des Transistors (den mittleren Stift).
Wenn die Drähte zu kurz oder zu steif sind, um sie mit den Fingern zu biegen, verwenden Sie eine Spitzzange, um die Drähte zu biegen
Schritt 5. Befestigen Sie den zweiten langen Draht an der positiven Schiene
Wickeln Sie ein Ende Ihres kurzen 5,1 cm langen Drahtsegments 2-3 Mal um das Ende des zweiten langen Drahts (der nicht mit dem Transistor verbunden ist). Tun Sie dies am am weitesten vom Transistor entfernten Ende. Biegen Sie dann den kurzen Draht und führen Sie sein anderes Ende durch ein Loch in der positiven (roten) Schiene an einer langen Kante des Brotkastens.
Dadurch kann Strom von der Batterie zur LED gelangen, sobald Sie die Batterie angeschlossen haben
Schritt 6. Schließen Sie die Batterie an Ihren Stromkreis an
Verbinden Sie den 9-Volt-Batteriestecker mit den positiven und negativen Ausgangsanschlüssen der Batterie selbst. Haken Sie den negativen (blauen) Draht um die negative Stromschiene am Ende des Steckbretts, das am weitesten vom Transistor entfernt ist. Verbinden Sie das positive (rote) Kabel, das von der 9-Volt-Batterie kommt, mit der positiven Stromschiene.
Der 9-Volt-Adapter besteht aus einem Gummikopf mit 2 Empfängern zum Aufrasten der + und – Anschlüsse des Akkus. Beachten Sie, dass 2 Drähte aus dem Kopf herauskommen: 1 positiv (rot) und 1 negativ (blau)
Schritt 7. Berühren Sie die 2 langen Drähte, um den Stromkreis zu aktivieren
Diese Drähte werden als „Berührungsdrähte“bezeichnet. Verwenden Sie 1 Finger und drücken Sie auf die 2 Berührungsdrähte. Stellen Sie sicher, dass Sie beide gleichzeitig berühren. Drücken Sie sie gegen das Steckbrett und beobachten Sie, wie die LED aufleuchtet.
Experimentieren Sie mit verschiedenen Berührungsarten: leicht, schwer usw. Je nachdem, wie viel Druck Sie auf die Drähte ausüben, werden Sie feststellen, dass die LED mehr oder weniger hell leuchtet
Tipps
- Transistoren sind sehr billig; sie kosten normalerweise weniger als 5 USD. Sie sind auch relativ einfach in einfachen Experimenten zu verwenden. Aus diesem Grund sind sie im naturwissenschaftlichen und technischen Unterricht an Mittelschulen, Gymnasien und technischen Schulen beliebt.
- Transistoren sind vielseitig einsetzbare Geräte. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie sie funktionieren und wie Sie sie verwenden können, sehen Sie sich ein Online-Tutorial wie dieses an:
- Um mit Transistoren zu experimentieren, versuchen Sie es auch mit einem kostenlosen Online-Transistorsimulator, den Sie hier finden:
- Ein einzelner Speicherchip (wie Sie ihn in Ihrem Telefon oder Computer finden würden) enthält Milliarden winziger, kompakter Transistoren. Die Transistortechnologie ist ein Teil dessen, was diese Geräte so leistungsstark macht.
