用晶体管的另一种自制替代品控制电流?


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我对BJT或FET的工作原理有非常基本的了解,但我想我明白了。它们在各个方面都很出色,除了以下方面:没有热炉和可怕的化学药品,您就无法在家中制作一个。旧的三极管制造起来比较容易,除了它们需要良好的真空度(比我在家里能做的更好)。

还有其他组件可以代替晶体管或三极管来控制强而弱的电流吗?

我想到了这些方法-它们是对某个着迷但几乎没有进入电子“新手”阶段的人的幼稚想法:

  • 编织绝缘铜线(如紧密的网格),并使其他线穿过编织孔,因此编织线(控制器)中的电压可能会吓跑通过其编织线(受控)的电子电场,例如栅极在三极管中的工作方式或栅极在FET中的工作方式

  • 在电容器(受控)的极板之间放置一个极板(控制器),因此当您通过控制器极板放置电流时,电容器的容量会有所改变,因此其电抗会发生变化(我对此想法未作过多考虑,也不知道如何使用它,这肯定听起来很愚蠢)

  • 在导线(受控)周围放置一个圆柱状电容器(控制器),这样负极内圆柱体将围绕导线闭合;希望给电容器充电...哦,等等...电容器外部的净电场应该是0 ...

我已经认为这些想法在很多方面都是错误的。您能指出一些错误吗?我希望我能通过这种方式学到很多东西。

晶体管和三极管是完成此任务的最佳,最方便,最快和最有效的方法。我知道得很清楚,我丝毫不否认。本着“我不能创造,我不理解”的精神问这个问题。和“知道如何解决已解决的每个问题。”,正如费曼如此出色地指出的那样。

我主要对控制感兴趣,例如对增益进行放大。开/关还远远不够-我想我想在振荡器或RF电路中使用此功能。


出于好奇,您正在做自己需要做的事情,而不是只花几美元就可以买一个?

对。应该提到。我不需要什么特别的东西。只是为了能够自己做。一旦我成功使用粗略的技术在家中制作产品,我将很高兴地使用所有可用的晶体管以及它们提供的所有便利。但是在此之前,我会被“是的,我可以轻松使用现成的,但是我自己可以制造?”的想法所折磨。

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您建议的许多想法都

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您的第一个想法使我想起了诸如“单电子”,“巨大的磁阻”,“霍尔传感器”和“韦根传感器”之类的东西。其中一些是由IBM实现的,并且特斯拉肯定在考虑或尝试这种事情

Answers:


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磁性放大器。我认为它看起来很容易构建,并且运行良好。

这是一本关于磁放大器的好书:磁性放大器,保罗·马里(Paul Mali),1960年,共101页,可从皮特·米勒(Pete Millet)真正令人敬畏的书集中找到。从这本书:

简单的饱和反应堆。 资料来源:磁性放大器,保罗·马里(Paul Mali),1960年

“基本上,简单的可饱和电抗器的原理可以分为两部分:随着磁芯饱和,负载电流增加;随着磁芯不饱和,负载电流减少。” (第28页)

另一张图片说明了这一点:

磁放大器输入与输出波形的关系  资料来源:磁性放大器,保罗·马里(Paul Mali),1960年

当您改变直流电流(控制电路)时,可以驱动磁芯进入或饱和状态,并控制斜率(如果有输出到输入的传输特性)(交流负载电路)。

请注意,因为基本原理是电感器,所以您只能控制交流负载电流。对于直流应用,可以使用二极管整流器和平滑电容器来控制交流电流并对输出进行整流。

除了在早期军事技术,航空电子设备或高压传输中的特殊应用之外,至少有两个例子表明,数百万消费类设备中使用了饱和电感器:

  • 开关模式电源中的后调节-实际上是一种应用,其中控制交流电流以在整流后产生稳定的直流电压。

  • 用于校正CRT显示器上图片的否则失真的几何形状(“枕形”)的电路。在此,通向显像管偏转线圈的交流电流由可控的饱和电感器修改。


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美好的回忆。磁放大器应至少由铁磁稳压器供电

也称为“饱和堆芯反应堆”
Nick T

根据我的阅读,磁放大器必须仅由交流电供电。这是否意味着我不能用它来为麦克风制造电池供电的放大器?或者我真的可以吗?
CamilB 2012年

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@Camil。您将需要在DC区域中一个稳定的工作点。因此,我认为没有现代电子产品的正确偏移源应涉及稳定器。铁氧体稳压器是用于任务的交流稳压器。要将交流电转换为直流电,您将需要一个同步整流器(不再需要电子设备)和低通滤波器。但是对于开始,可以仅使用永磁体进行补偿。

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@卡米尔:“我以为我不能在直流上使用[磁性放大器]。请告诉我我错了!” -我已经将更多信息编辑到原始的单行答案中,您会发现可以控制DC-局限性是您需要通过mag amp运行AC,并且必须纠正此电流。
zebonaut 2012年

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实现实际功率增益将非常棘手。您无需专业设备就能自行完成的工作不会产生高增益,也不会以您想要的频率工作。换句话说,您不会获得太多的增益*带宽产品。如果真是那么容易的话,那就是真空管,然后是晶体管,才不会是这样的爆发。

但是,请注意以下几点:

  1. 中继,您可以自己做。它只有两个状态,但是增益很高。您可以通过抖动或PWM获得模拟输出。一种方法是将继电器设置为自振荡。设置触点,使其常闭,然后将其与线圈串联。这正是老式蜂鸣器和电铃的工作方式。现在,您已经收到了几十个几十赫兹的脉冲。在这一点上,几乎不需要控制输入就可以使系统处于不同的占空比。控制器可以是一个单独的电磁铁,它可以拉动接触臂,甚至可以是同一绕组上的第二个绕组。应该有可能将其设置为需要比从平均开关输出得出的功率小的控制功率,从而提供增益。

  2. 受控制的光和光敏电阻。由于通过光敏电阻的电压和电流可能高于驱动光的电压和电流,因此可能会提供功率增益。也许只能将其设置为具有现成的部件才能在AC上获得功率增益。那不是作弊,因为由于加热阴极所需的功率,许多真空管都存在相同的问题。也许在具有低电阻LDR的正确工作点上,您可以实现AC功率增益。即使在直流下,电压增益本身也应该很容易。

    存在确实具有功率增益的光耦合器,但是它们都使用光电晶体管,这些光电晶体管会根据您的要求作弊。

    最难的部分是使自己的灯光具有任何合理的效率。获取CdS光敏电阻器的材料也不容易,但是我认为,尽管我从未尝试过,但是应该可以自行构建。

  3. 像上面一样,但是使用固定的光源并通过电磁或静电控制镜偏转光束来调制光束。这可能是制作麦克风放大器的最简单方法。麦克风可以像反射阳光或其他强光源的铝箔一样简单。对于某些镜头,应该可以将其转换为调制光束。驱动光敏电阻和固定的直流电压源可能足以将小型耳机驱动到可听到的水平。

  4. 磁控节气门。汽油发动机具有大功率输出,肯定比通过螺线管电致动油门所需的功率大得多。如果您想通电和断电,请让发动机驱动发电机。尽管带宽很低,但充其量只能达到一个或两个Hz,这无疑可以带来很大的功率增益。

  5. 现场控制的发电机。用励磁线圈代替永磁体制造发电机。这具有能够以转轴的形式处理大量输入功率的优点。只要一切都正确,就有可能调制足够大的输入功率,从而最终获得从控制信号到输出的净功率增益。扰动直流工作点可能会更容易获得交流增益。一些早期的RF发射器就按照这个原理工作。

基本上是寻找自然界中可以处理合理功率量的任何事物,然后考虑如何用较低的功率控制信号来调制该功率流。如果仔细看,会有很多这样的事情。


好吧,这有点挫败了我的热情。非常感谢您的解释。我无意间忽略了带宽,我想我只是认为在每种情况下都可以。请再提出两个问题:(1)我可以使用一个磁放大器,该放大器由您描述的继电器产生的类似AC的信号供电1.吗?
CamilB 2012年

(2):如果其他所有方法都失败了(可能会失败),而我最终试图制造一个真空三极管,那么它对我可以制造的真空质量是否非常敏感?假设我将其置于100 Pa的压力下。会工作吗?或更妙的是:当我知道真空压力时,应该考虑使用什么公式来计算三极管的阻抗?我假设我某种程度上需要ε(介电常数)-可能是用放在类似真空中的简易电容器测量的。我说得通吗
CamilB 2012年

@Camil:我不知道正常工作的三极管需要什么样的真空度。几年前,我在YouTube上看到一个法国人录制的视频,该视频制作了他自己的真空管,然后制成了完整的无线电接收器。非常令人印象深刻,但他也有很多专门工具,尤其是接触焊机。
Olin Lathrop 2012年

@OlinLathrop:是的,该视频仍在播放,并且仍在激发人们的灵感。最终,我将研究确定三极管阻抗随内部真空度变化的公式。大概下个周末...
CamilB

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您是否考虑过火焰二极管或三极管?这些是等效的真空管,它们在酒精灯的火焰内部而不是在真空中工作。 这个家伙既完成了这两个任务,又在站点上提供了他的设备图片以及对所用材料和技术的描述。

您将需要一个高压直流电源(他使用200VDC),并且必须在非常低的电流下工作-您将需要一个现有的放大器(由常规晶体管或IC制成)才能听到振荡器和/或带有示波器的示波器。很高的输入阻抗,可查看/测量输出。


编辑:

还有一个人是用氧化锌制成场效应晶体管的。链接页面上有两个PDF。一个描述了创建一个简单的晶体管,另一个描述了使用这些晶体管的进一步开发来制造振荡器。

他需要的最讨厌的东西是乙酸(纯度为98%)。


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我想您可以尝试使用电感继电器,弹簧和变阻器来组装某些东西……但是三极管和许多种晶体管就是您的工作方式。


我的坏,我应该更清楚一些。我对晶体管/三极管的放大功能感兴趣,而不仅仅是简单的开关。继电器只是开关...

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@CamilBancioiu:是的,这就是为什么您需要将它(机械地)连接到变阻器,该变阻器控制较高电流的流动。弹簧的目的是让您在接通继电器电流时进行平滑而不是数字的过渡。
dmckee ---前主持人小猫,

绳索和棍棒。和塞尔森斯。不要忘记塞尔森斯。

@dmckee:好的,这意味着我最初不理解您的建议:)我仍然不清楚,但是现在我明白您的意思了,我将对其进行调查。为耐心加油,并为我拒绝添加奇怪的限制而欢呼。
CamilB 2012年

@RocketSurgeon:太疯狂了,所以它必须起作用。你在说这些吗?对绳索和棍棒的依赖越多,我越喜欢。现在,如果我可以添加一些岩石的话……
CamilB 2012年
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