Транзистор як ключ
Ключ просто-напросто відкриває або закриває шлях для струму. Транзистор можна використовувати як керований електрикою ключ. Типова схема включення транзистора показана на рис. 7.9.
Давайте розглянемо транзистор ближче. Ви вже знаєте, що він має три висновки: базу, емітер і колектор (конструктивні особливості транзистора розглядалися в розділі 4). При використанні транзистора в ключовому режимі база застосовується в якості рубильника.
Якщо не подавати в базу струм (тобто вхідний струм дорівнює 0; див. Рис. 7.9), транзистор буде вимкнений, що відповідає розімкненим механічному перемикачу. Хоча на інших висновках транзистора (емітер і колекторі) присутній різниця потенціалів, опір транзистора настільки велике, що струм через транзистор не протікає.
(Насправді, як би велике ні було опір закритого транзистора, струм буде текти завжди, коли є різниця потенціалів, але при цьому значення його настільки мізерна, що їм можна сміливо знехтувати. Цей струм називається струмом витоку.)
Якщо подати в базу струм, то він включить транзистор, що еквівалентно замикання механічного ключа. У включеного транзистора різниця напруги між іншими висновками призводить до виникнення струму через транзистор, і цей струм можна використовувати в своїх цілях.
Як же на практиці керувати роботою такого електронного ключа? Нехай, наприклад, є електронна годівниця для курчат, яка на світанку автоматично висилає зерно на підлогу в курнику. Цей пристрій працює від фотодіода, сигнал з якого підведено до бази транзистора.
Вночі фотодіод не генерує струм, оскільки навколо темно, і транзистор закритий. Вранці ж, після сходу сонця, через фотодіод починає надходити ток, який відкриває транзистор. Як тільки транзистор відкриється, через нього потече струм, який надійде на електронну годівницю і активізує її. Таким чином, і ви поспіть до дванадцяти, і курчата залишаться цілком задоволені.
"Хвилиночку, - може запитати якийсь запопадливий радіоаматор. - А чому б просто не подавати струм фотодіода безпосередньо до годівниці?". Однак, найчастіше, ток, що генерується фотодиодом, буває занадто малий для живлення іншого пристрою.
Припустимо, годівниця спроектована з живленням від батареї; тоді транзистор в ключовому режимі буде всього-на-всього контролювати кількість струму, споживаного годівницею від джерела живлення при тому, що його самого контролюватиме зовсім невеликий струм фотодіода.
У ІМС (інтегральних мікросхемах), які складають основу калькуляторів і комп'ютерів, транзисторні ключі пов'язані в каскади і елементи в одному корпусі.
Наступні розділи: