Înainte de a porni la drum

În multe construcţii electronice moderne, tranzistorul, prin calitaţile sale mecanice, electrice şi economice s-a impus în locul tubului electronic. După cum se ştie, tranzistorul are dimensiuni foarte mici, o bună rezistenţa mecanică, nu necesită tensiune de încălzire ca tuburile electronice, se alimentează la tensiuni scăzute eliminînd pericolul accidentelor prin electrocutare şi are durată mare de funcţionare. Dar, în comparaţie cu tubul electronic, tranzistorul este mult mai sensibil la variaţiile de temperatură, fapt care impune luarea unor măsuri de termostabilizare.

În general, tranzistoarele se construiesc din materiale semiconductoare avînd la baza germaniu sau siliciu şi au în componenţa lor trei regiuni numite emiţăr, bază şi colector.

Fabricile producătoare livrează două tipuri de tranzistoare şi anume pnp şi npn, notate astfel după caracteristicile zonelor componente. Grafic, simbolurile tranzistoarelor sînt arătate în fig. 1. La un tranzistor montat într-o schemă se notează :

U_CE = tensiunea dintre colector şi emitor;

U_BE = tensiunea dintre bază şi emitor;

I_C = curentul de colector;

I_E = curentul de emitor;

I_B = curentul de bază.

Practic, montajele de amplificatoare cu tranzistoareîIn care sînt indicate tensiunile, sensurile curenţilor prin electrozi şi polaritatea sursei de alimentare sînt ca în fig. 2 a şi 2 b.

În montajul cu tranzistor pnp, colectorul şi baza se cuplează la polul negativ al bateriei, pe cînd în montajul cu tranzistor npn, colectorul şi baza se cuplează la polul pozitiv al bateriei.

O relaţie a curenţilor într-un tranzistor, după cum apar sensurile din fig. 2a, este I_E = I_C + I_B. Valoarea curentului de baza I_B este mult mai mica decît a curentului de colector I_C.

Raportul între variaţia curentului de colector şi variaţia curentului de bază este un parametru foarte important şi utilizat al unui tranzistor. Este numit factor de amplificare şi notat în general cu β.

Rezistoarele R₁ şi R₂ formează un divizor de tensiune pentru polarizarea bazei. Cu un voltmetru se pot verifica valorile tensiunilor pe diverşi electrozi ai tranzistorului şi în acest mod se poate stabili dacă etajul funcţionează sau nu.

Analizînd schema din fig. 3, în care este figurat un etaj de amplificare cu un tranzistor EFT 353 (pnp), observăm mai întîi că în serie cu emitorul este cuplat un rezistor de 1 kΩ, avînd rolul de a stabiliza funcţionarea etajului, în acelaşi timp, amplificarea globală a etajului scade şi se spune că rezistorul R_E creează o reacţie negativa. Dacă valoarea rezistorului R_E creşte, atunci creşte şi stabilitatea în funcţionare, dar amplificarea scade. În cazul cînd R_E este întrerupt, etajul încetează să funcţioneze.

Legarea la masă a emitorului, deci scurtcircuitarea rezistorului R_E aduce o pronunţată amplificare, dar etajul poate să aibă o funcţionare instabilă, în special din cauza încălzirii, şi pot apărea cazuri extreme, de distrugere a tranzistorului.

Pentru a obţine o funcţionare stabilă a etajului, fără a diminua amplificarea, în paralel cu rezistorul R_E a fost montat un condensator.

Se ştie că pentru semnalul de audiofrecvenţă, un condensator de 100 µF prezintă o impedanţă mică. Deci, pentru componenta continuă a curentului, etajul are o reacţie negativă prin rezistorul de 1 kΩ, dar pentru componenta de audiofrecvenţă, emitorul este legat practic la masă prin condensatorul de 100 µF. În felul acesta, etajul prezintă stabilitate avînd totodată ăi o amplificare mare.

Verificarea unui etaj este simplă.

Conectînd un voltmetru ca în fig. 3 se măsoară căderea de tensiune pe rezistorul R_E. Dacă instrumentul indică, de pildă, valoarea de 1 V, Înseamnă că prin rezistor trece un curent de 1 mA. S-a amintit anterior că valoarea curentului de bază este foarte mică, de ordinul a 0,2 — 10 µA. Aceasta Înseamnă că putem foarte bine aproxima valoarea de 1 mA cc trece prin emitor ca fiind aproape egală cu valoarea curentului de colector. În felul acesta, cu o măsuratoare pe rezistorul din emitor, verificăm funcţionarea etajului, determinînd chiar şi valoarea curentului de colector. Dacă pe rezistorul din emitor nu există cădere de tensiune (voltmetrul indică 0 V), înseamnă că prin tranzistor nu trece curent şi atunci verificăm dacă există tensiune pe colectorul tranzistorului.

Se poate întîmpla ca pe emitor să măsurăm aproape 9 V, deci valoarea tensiunii bateriei. Această situaţie indică defectarea rezistorului R_E, respectiv întreruperea sa.

În cazul în care pe emitor nu există cădere de tensiune, iar pe colector (fig. 4) se măsoară valoarea tensiunii bateriei, înseamnă că tranzistorul este blocat şi atunci trebuie să se măsoare tensiunea pe bază. Existenţa unei tensiuni pe bază indică defectarea tranzistorului, iar lipsa tensiunii pe bază ne obligă să verificăm rezistorul cu valoarea de 68 kΩ sau să montăm în locul lui un alt rezistor de care sîntem siguri că este bun.

Prin aceste măsuratori simple putem astfel determina starea tranzistorului şi a pieselor din montaj.

La unele montaje pe care dorim să le construim primim indicaţia că valoarea curentului de colector să fie, de exemplu, de 1 mA. Evident, cel care a experimentat montajul a utilizat un anumit tranzistor. Dacă tranzistorul de care dispunem are alţi parametri, vor trebui făcute unele retuşuri la valorile rezistoarelor de polarizare. Pentru aceasta, în montaj, în locul rezistorului R₁ de 68 kΩ se montează potenţiometrul P de 100 kΩ şi un rezistor de 5 kΩ ca în fig. 5.

Determinarea punctului de funcţionare se face astfel: se conectează voltmetrul la bornele rezistorului de emitor (1 kΩ) şi se roteşte butonul potenţiometrului P pînă cînd instrumentul indică 1 şV. Se deconectează apoi potenţiometrul din punctul X şi cu un ohmmetru se măsoară între X şi Y, deci potenţiometrul plus reistorul de 5 kΩ Se conectează apoi între minusul bateriei şi bază un rezistor care înlocuieşte cele două elemente utilizate la reglaj. Aşadar, cele două rezistoare obişnuite conectate la bază, R₁ şi R₂ (fig. 2a, 2b), au menirea de a fixa o anumită polaritate.

Obişnuit, între bază şi emitor, tensiunea este de 0,15 ÷ 0,25 V (la tranzistoarele cu germaniu) şi 0,5 ÷ 0,7 V (la tranzistoarele cu siliciu).

Divizorul rezistiv din baza creează urmatoarele situaţii:

Dacă rezistorul R₁ este pus în scurtcircuit, tranzistorul se defectează (se distruge joncţiunea prin cresterea curentului de colector), iar dacă rezistorul este întrerupt, baza nu mai este polarizată şi tranzistorul se blochează.

Lipsa rezistorului R₂ produce creşterea curentului de colector şi încălzirea tranzistorului, iar dacă această încalzire nu se observă la timp, tranzistorul se poate defecta. Cînd R₂ este în scurtcircuit, deci baza este pusă la masă, tranzistorul se blochează şi etajul nu funcţionează.

Considerînd tranzistorul, R_E şi R_C în stare normală şi avînd conectat instrumentul ca în fig. 2a putem face următoarea remarcă: cînd R₁ este întrerupt, sau R₂ în scurtcircuit, valoarea tensiunii măsurate este zero; cînd R₂ este întrerupt, sau şi-a micşorat mult valoarea, tensiunea măsurată are valori mult mai mari decît cele normale, ajungînd la jumătatea tensiunii bateriei sau chiar mai mult.

Există cazuri cînd trebuie să verificăm un aparat care are mai multe etaje. Operaţiile decurg succesiv, din etaj în etaj, determinîndu-se astfel regimul de lucru al tranzistoarelor.

Montajul din fig. 6 reprezintă un amplificator de audiofrecvenţă construit cu două etaje. Considerînd că aplicăm un semnal la intrare prin condensatorul C₁  şi că în difuzor nu se aude nimic, urmează să determinăm cauza nefuncţionării. La prima măsurătoare conectăm instrumentul pe rezistorul din emitorul tranzistorului T₁ şi, conform celor indicate anterior, presupunem că am ajuns la concluzia că acest etaj este în stare de funcţionare.

Urmează deci verificarea etajului următor. Conectăm şi aici, mai întîi, instrumentul pe rezistorul R_E2. Dacă instrumentul indică o tensiune, este foarte probabil ca etajul să fie în regim normal de funcţionare, şi atunci vom verifica starea condensatoarelor C₁ şi C_C existînd posibilitatea ca unul din ele să fie defect.

Altă situaţie ar fi ca pe rezistorul R_E2 să nu fie tensiune. Comutăm instrumentul pe colectorul tranzistorului T₂. Lipsa tensiunii pe colector indică ori că primarul transformatorului T_r este deslipit de la sursa de alimentare, ori ca este întrerupt.

În cazul în care pe colectorul tranzistorului T₂ măsurăm totuşi o tensiune, aceasta va fi egală ca valoare cu tensiunea sursei de alimentare rezultînd că tranzistorul ori este blocat, ori este defect (s-a vazut că tensiunea pe emitor este zero).

Pentru edificare, urmează să conectăm instrumentul pe bază. Prezenţa unei tensiuni pe bază arată că tranzistorul este defect; lipsa tensiunii pe bază ne obligă să verificăm în primul rînd rezistorul R₄.

Evident, după ce s-a depistat o piesa defectă şi a fost înlocuită, urmează să măsurăm tensiunile de polarizare ale tranzistorului, fiindcă numai în acest fel asigurăm o funcţionare normală a montajului.

Trebuie avut în vedere că toate măsurătorile se fac cu un voltmetru a cărui impedanţă este de cel puţin 20 kΩ/V. Se recomandă voltmetrele electronice care au impedanţă de intrare foarte mare. Utilizarea unor instrumente cu impedanţă mică de intrare modifică regimul etajului supus măsurătorii, iar valoarea tensiunii măsurate este eronată.

Trebuie avut în vedere însă că nu numai tranzistoarele sînt importante într-un montaj, ci toate componentele: rezistoare, condensatoare, bobine etc. Aceasta impune constructorului folosirea şi manipularea atentă a tuturor pieselor, în special în momentul cînd se începe conectarea lor într-un circuit.

Reamintim că orice constructor amator trebuie să dispună mai întîi de un ciocan de lipit cu puterea de pînă la 60 W (se recomandă unul cu puterea de 35 W). Pentru lipit se va utiliza aliajul din plumb şi cositor cunoscut sub denumirea de fludor.La lipire, ca decapant se recomandă colofoniul (sacîz). Nu se vor folosi acizi întrucît sînt foarte corozivi. Colofoniul dizolvat în spirt formează o soluţie deosebit de bună şi de comodă în tehnica lipirii. Firelor care sînt izolate, li se înlătură mai întîi izolaţia pe porţiunea ce urmează a fi lipită, se ung apoi cu soluţie de colofoniu, după care se lipesc.

Înlăturarea izolaţiei de email de la liţa de înaltă frecvenţă este deosebit de dificilă prin mijloace mecanice şi atunci se recurge la următorul procedeu: capătul ce urmează a fi lipit se asază pe o tabletă de aspirina şi cu vîrful ciocanului de lipit (pe care este puţin fludor) se apasă uşor. După cîteva secunde, stratul de email este dizolvat, iar vîrful firului liţat este cositorit.

Cînd se lipeşte un tranzistor, o diodă, un rezistor sau condensator, vîrful ciocanului de lipit nu se va ţine apăsat mai mult de 5 secunde întrucît piesa poate fi distrusă din cauza căldurii. Dacă în intervalul de 5 secunde lipitura nu a reuşit, înlăturăm ciocanul de lipit, curăţăm şi aplicăm decapantul după care se repetă lipirea.

În procesul de lipire, vîrful ciocanului nu trebuie să aibă zgura sau să prezinte deformări. Să nu uităm că de reuşita lipiturilor depinde în mare măsură funcţionarea unui montaj.

După ce un montaj a fost realizat, se face o verificare vizuală a modului de plantare a pieselor (în comparaţie cu schema electrică) şi numai după ce ne-am convins că totul este aşezat corect putem cupla şi sursa de energie electrică. Funcţionarea montajului arată că piesele sînt bune şi au fost corect interconectate; îcaz contrar, vom supune fiecare etaj unor măsurători şi retuşuri.