Bóng bán dẫn là một thiết bị điện có thể khuếch đại và tăng cường dòng điện. Các bóng bán dẫn cũng có thể hoạt động như công tắc và bật và tắt các dòng điện khác nhau. Để xem các bóng bán dẫn hoạt động như thế nào, bạn có thể sử dụng một bóng bán dẫn để cấu tạo và vận hành một công tắc điện đơn giản. Bạn có thể dễ dàng tìm thấy tất cả các vật liệu bạn cần tại một cửa hàng cung cấp đồ điện tử.
Các bước
Phần 1/3: Chèn bóng bán dẫn và điện trở
Bước 1. Mua bóng bán dẫn BJT, bảng mạch, điện trở và các nguồn cung cấp khác
Ghé thăm một cửa hàng điện tử địa phương để chọn các mặt hàng bạn sẽ cần để tạo một mạch điện đơn giản. Mua một bảng mạch không hàn với 830 điểm buộc và 1 bóng đèn LED. Tìm điện trở 470Ω và mua một hộp nhỏ (bạn sẽ chỉ cần 2 điện trở riêng lẻ). Ngoài ra, hãy lấy một cuộn dây nối bằng đồng chắc chắn. Cuối cùng, mua pin 9 volt.
Có nhiều loại bóng bán dẫn khác nhau, và bóng bán dẫn kết nối lưỡng cực (BJT) là một trong những kiểu phổ biến nhất. Nó cũng khá dễ sử dụng và là một lựa chọn tốt cho bất kỳ ai mới làm việc với bóng bán dẫn. Một bóng bán dẫn BJT hoạt động bằng cách nhận một dòng điện nhỏ và chuyển nó thành một dòng điện lớn hơn nhiều
Bước 2. Xác định các chân trên bóng bán dẫn của bạn
Bóng bán dẫn BJT của bạn sẽ có một đầu nhựa với 3 chân kim loại nhỏ nhô ra khỏi 1 đầu. Giữ bóng bán dẫn sao cho mặt trước (có viết trên đó) hướng về phía bạn. Với bóng bán dẫn ở vị trí này, chân ngoài cùng bên trái là cực phát, chân trung tâm là chân đế và chân ngoài cùng bên phải là bộ thu.
3 chân này mỗi chân phục vụ một chức năng khác nhau, vì vậy điều quan trọng là phải xác định chính xác chúng
Bước 3. Dán bóng bán dẫn vào breadboard
Với mặt trước của bóng bán dẫn vẫn hướng về phía bạn, hãy cắm từng chân kim loại trong số 3 chân kim loại vào một lỗ riêng biệt trên bảng mạch. Chọn 3 lỗ liền kề trong bất kỳ phần nào của breadboard. Đưa bộ phát vào lỗ ngoài cùng bên trái, đế vào lỗ trung tâm và bộ thu vào ngoài cùng bên phải của 3 lỗ này.
- Điều này có thể mất một số công việc tinh vi vì mỗi lỗ trên breadboard chỉ khoảng 1⁄32 chiều ngang inch (0,79 mm).
- Bảng mạch là một miếng nhựa có kích thước khoảng 10 inch × 6 inch (25 cm × 15 cm) với hệ thống dây điện chạy giữa các lỗ riêng lẻ. Nó thường được sử dụng trong các thí nghiệm điện với bóng bán dẫn vì nguồn điện sẽ chạy giữa bất kỳ phần tử kim loại nào được kết nối với bảng mạch.
Bước 4. Chèn hai điện trở 470Ω vào các lỗ trên bảng mạch bánh mì gần bóng bán dẫn
Mỗi điện trở bao gồm một thanh dày, bọc nhựa với một dây mỏng kéo dài từ hai đầu. Uốn các dây này cho đến khi chúng ở góc 90 độ so với thân của điện trở. Sau đó, luồn dây vào các lỗ trên breadboard. Do kích thước của điện trở, các lỗ phải cách nhau khoảng 6 cả chiều rộng và chiều dài.
- Chèn điện trở đầu tiên ở phía trên bên phải của bóng bán dẫn trong vòng 2-3 lỗ của bóng bán dẫn. Sau đó, đặt điện trở thứ hai ở phía dưới bên trái của bóng bán dẫn, cũng trong vòng 2-3 lỗ của vị trí của bóng bán dẫn.
- Điện trở giúp làm chậm và định hướng lại dòng điện. Chúng được sử dụng trong các mạch điện đơn giản để ngăn hệ thống dây điện và bóng đèn LED bị quá nhiệt. Điện trở giống như một đoạn dây 2 in (5,1 cm) với một ống nhựa 1 in (2,5 cm) quấn quanh ở giữa.
Phần 2/3: Kết nối bóng đèn LED
Bước 1. Xác định các dây dẫn trên bóng đèn LED
Một bóng đèn LED tiêu chuẩn bao gồm chính bóng đèn và 2 dây dẫn (dây tóc mỏng). Một trong các dây dẫn là cực âm và dây dẫn còn lại là cực dương. Xác định cực âm bằng cách tìm dây dẫn ngắn nhất. Khi đó, cực dương là dây dẫn dài hơn. Cũng kiểm tra bề mặt của chính bóng đèn và xem nó có cung cấp dấu hiệu cho biết đó là bóng đèn nào không.
- Khi bạn đang kết nối đèn LED, hãy luôn kết nối cực dương với cực dương của mạch. Nếu bạn kết nối nhầm cực dương với cực âm của mạch, mạch sẽ không hoạt động và đèn LED sẽ không sáng.
- Bóng đèn LED cháy sáng khi được cấp điện chỉ với một lượng nhỏ dòng điện.
Bước 2. Chèn bóng đèn LED và kết nối nó với bóng bán dẫn
Đèn LED phải trực tiếp ở bên phải của bóng bán dẫn để mạch hoạt động. Dán 2 dây dẫn vào qua 2 lỗ liền kề trên breadboard. Sau đó, kết nối dây dẫn cực âm với chân thu của bóng bán dẫn.
Để kết nối dây dẫn cực âm với chân transistor, bạn chỉ cần xoắn 2 dây lại với nhau dưới breadboard. Thực hiện 2-3 vòng xoắn để đảm bảo rằng dòng điện có thể chạy giữa các dây
Bước 3. Kết nối 1 điện trở với đèn LED
Kết nối điện trở đầu tiên mà bạn đã lắp vào thanh nguồn dương (màu đỏ) chạy dọc theo cạnh dài gần nhất của bảng mạch. Gắn dây thứ hai của điện trở đầu tiên vào cực dương của đèn LED. Kết nối điện trở thứ hai mà bạn đã lắp vào chân đế (chân trung tâm) của bóng bán dẫn.
Làm cho kết nối chắc chắn bằng cách uốn các dây điện trở 2-3 lần xung quanh dây bạn kết nối với chúng
Phần 3/3: Đấu dây mạch bán dẫn
Bước 1. Cắt 4 đoạn dây từ cuộn dây móc
Bạn sẽ cần những đoạn dây này để kết nối các phần của mạch điện. Sử dụng một cặp máy cắt dây để cắt một đoạn dây 3 in (7,6 cm). Sau đó, cắt thêm 2 đoạn, mỗi đoạn dài khoảng 6 in (15 cm). Cuối cùng, cắt 1 đoạn dây ngắn dài 2 inch (5,1 cm).
Nếu bạn không có máy cắt dây, hãy mua một cặp tại cửa hàng phần cứng hoặc cửa hàng cung cấp điện tử tại địa phương
Bước 2. Nối đất bộ phát vào đường ray điện âm
Để hoạt động, mạch của bạn sẽ cần được nối đất. Chọc 1 đầu của dây qua một lỗ trên breadboard gần bóng bán dẫn của bạn và quấn nó quanh dây phát 2-3 lần. Sau đó, dán đầu dây còn lại vào lỗ trên breadboard được kết nối với ray điện âm.
Xác định cạnh nguồn âm của breadboard bằng cách kiểm tra trực quan. Cả 2 cạnh dài của breadboard sẽ có cả ray âm và ray dương. Đường ray âm sẽ luôn đi kèm với dấu “-” và sẽ có màu xanh lam hoặc đen
Bước 3. Chèn cả hai đoạn dây 6 in (15 cm) vào breadboard
Uốn cong cuối cùng 1⁄2 inch (1,3 cm) của 2 đoạn dây dài sao cho nó ở góc 90 độ so với phần còn lại của dây. Chèn 1 đầu của cả hai dây vào các lỗ trên breadboard gần bóng bán dẫn. Chèn đầu còn lại của cả hai đoạn dây dài vào các lỗ ở đầu xa của bảng mạch.
- Chọn các lỗ cùng hàng sao cho 2 dây dài song song với nhau.
- Do độ dài của các đoạn dây, 2 đầu của mỗi đoạn sẽ được chèn cách nhau khoảng 25 lỗ.
Bước 4. Kết nối 1 trong các dây dài với bóng bán dẫn
Tìm dây dài gần nhất của bóng bán dẫn. Bên dưới bảng mạch điện, quấn 2-3 đầu dây xung quanh đế của bóng bán dẫn (chân trung tâm).
Nếu dây quá ngắn hoặc quá cứng không thể uốn cong bằng ngón tay, hãy dùng một chiếc kìm có mũi kim để uốn dây
Bước 5. Gắn dây dài thứ hai vào ray dương
Quấn 1 đầu của đoạn dây ngắn 2 inch (5,1 cm) 2-3 lần quanh đầu của dây dài thứ hai (không được kết nối với bóng bán dẫn). Làm điều này ở đầu xa bóng bán dẫn nhất. Sau đó, uốn cong đoạn dây ngắn và luồn đầu còn lại của nó qua một lỗ trên thanh ray dương (màu đỏ) trên một cạnh dài của hộp bánh mì.
Điều này sẽ cho phép nguồn từ pin truyền đến đèn LED, sau khi bạn đã kết nối pin
Bước 6. Gắn pin vào mạch của bạn
Kết nối đầu nối pin 9 volt với các cổng đầu ra âm và dương trên chính pin. Móc dây âm (màu xanh) xung quanh thanh nguồn âm ở cuối bảng mạch điện xa nhất với bóng bán dẫn. Nối dây dương (màu đỏ) từ pin 9 vôn vào đường ray điện dương.
Bộ chuyển đổi 9 volt bao gồm một đầu cao su với 2 đầu thu để gắn vào các cổng + và - của pin. Để ý rằng có 2 dây nổi lên từ đầu: 1 dương (đỏ) và 1 âm (xanh)
Bước 7. Chạm vào 2 sợi dây dài để kích hoạt mạch
Những dây này được gọi là “dây cảm ứng”. Dùng 1 ngón tay ấn xuống 2 đầu dây cảm ứng. Đảm bảo rằng bạn đang chạm vào cả hai cùng một lúc. Ấn chúng xuống breadboard và quan sát khi đèn LED sáng lên.
Hãy thử thử nghiệm với các loại cảm ứng khác nhau: nhẹ, nặng, v.v. Tùy thuộc vào mức độ áp lực bạn đặt lên dây dẫn, bạn sẽ nhận thấy rằng đèn LED sáng nhiều hay ít
Lời khuyên
- Bóng bán dẫn rất rẻ; chúng thường có giá dưới $ 5 USD. Chúng cũng tương đối dễ sử dụng trong các thí nghiệm đơn giản. Vì lý do này, chúng phổ biến trong các lớp khoa học và kỹ thuật ở các trường trung học cơ sở, trung học phổ thông và trường kỹ thuật.
- Bóng bán dẫn là thiết bị linh hoạt có thể được sử dụng theo nhiều cách. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách chúng hoạt động và cách bạn có thể sử dụng chúng, hãy xem hướng dẫn trực tuyến như sau:
- Để thử nghiệm với bóng bán dẫn, cũng hãy thử sử dụng trình mô phỏng bóng bán dẫn trực tuyến miễn phí, như được tìm thấy tại đây:
- Một chip nhớ duy nhất (giống như bạn tìm thấy trong điện thoại hoặc máy tính của mình) chứa hàng tỷ bóng bán dẫn nhỏ, nhỏ gọn. Công nghệ bóng bán dẫn là một phần làm nên sức mạnh của các thiết bị này.
