Под одной «крышей»

Как ни малы диоды и транзисторы, но для миниатюрной электронной аппаратуры они оказались слишком большими. И вот что особенно огорчало — по своим размерам корпуса полупроводниковых приборов во много раз превосходили помещенные в них кристаллы полупроводника.

Вспомните, как устроен, например, транзистор из распространенной серии МП. Если вам когда-нибудь приходилось вскрывать такой прибор, вы наверняка обратили внимание, сколь незначительный объем занимает кристаллик внутри своего корпуса. Примерно такие же соотношения в размерах и у большинства диодов. Вот и выходит, что объем корпусов таких приборов используется нерационально.

Вероятно, вам уже пришла мысль поместить в одном корпусе несколько транзисторов или диодов, тем самым значительно уменьшив габариты всего устройства. Именно так и поступили конструкторы, создав разнообразные полупроводниковые сборки и блоки, в которых под одной «крышей» уместились сразу несколько транзисторов или диодов.

Как же изготавливают такие приборы? Существуют два способа — элементы сборок формируют либо из нескольких отдельных кристаллов полупроводника, либо на основе одного общего. В первом случае создают так называемые бескорпусные транзисторы или диоды, которые затем помещают в общий корпус. Во втором транзисторы или диоды получают, вплавляя полупроводниковые материалы с различной проводимостью в кремниевую пластину толщиной 0,25—0,4 мм.

В состав сборок могут входить как изолированные друг от друга элементы, так и с объединенными между собой отдельными выводами (у транзисторов, например, соединяют эмиттеры). Выпускаются также сборки, целиком состоящие из пассивных элементов — резисторов, конденсаторов, индуктивностей.

Диодные блоки состоят из соединенных определенным образом диодов и предназначены для работы в выпрямителях переменного тока. Благодаря применению диодных блоков значительно упрощается монтаж электронных приборов.

Транзисторные сборки обозначают следующим образом. Материал полупроводника: Г или 1 — германий, К или 2 — кремний; тип транзисторов: Т — биполярные, П — полевые; буква С — символ сборки; трехзначное число после буквенного обозначения указывает порядковый номер разработки. Например, КТС631 — сборка, содержащая кремниевые биполярные транзисторы, порядковый номер разработки 631. Иногда применяется несколько иное обозначение. К примеру, у сборки К1НТ251 сочетание букв НТ расшифровывается как набор транзисторов, а цифра 1 указывает, что рассеиваемая ими мощность не более 1 Вт, граничная частота коэффициента передачи тока — не более 30 МГц.

Система обозначений диодных сборок имеет много общего с транзисторными: те же символы у материала полупроводника и порядкового номера разработки, буква Д указывает, что диоды выпрямительные или импульсные, Ц — диодные блоки. Первая цифра после буквенного кода характеризует параметры диодных сборок: 1 — диоды с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А; 2 — от 0,3 до 10 А. У диодных блоков цифра 3 соответствует параметрам сборок с индексом 1, а 4 — с индексом 2. Например, КДС111 — сборка кремниевых диодов, рассчитанных на постоянный ток до 200 мА, 11 — порядковый номер разработки; КЦ405 — блок кремниевых диодов со средним выпрямленным током до 1 А, порядковый номер разработки 5.

Транзисторные сборки характеризуются теми же параметрами, что и аналогичные транзисторы (см. «М-К» № 7 за 1984 г., «О чем поведали символы»). У диодных сборок и блоков основные параметры — это величины прямого и обратного напряжения, средний выпрямленный и обратный теки, граничная частота, температура окружающий среды, при которой диоды сохраняют работоспособность.

Промышленность выпускает большое количество самых разнообразных полупроводниковых сборок (рис. 1), давно завоевавших популярность у радиолюбителей. Такие приборы широко используются в радиоприемниках, электромузыкальных инструментах, измерительной технике, в источниках питания и т. д.

Предлагаем вам познакомиться с простой транзисторной сборкой К159НТ1. В ее состав входят два высокочастотных транзистора n-p-n типа (рис. 2), размещенные в цилиндрическом стандартном корпусе с восемью выводами. Каждый элемент рассчитан на постоянное рабочее напряжение между коллектором и эмиттером не более 20 В, максимальный постоянный ток коллектора одного транзистора — 10 мА, а при работе в импульсном режиме — 40 мА. Коэффициенты передачи тока в схеме с общим эмиттером у обоих транзисторов одинаковы и, в зависимости от буквенного индекса сборки, могут находиться в интервале от 20 до 180. Мощность, рассеиваемая ее корпусом, составляет 50 мВт.

На основе транзисторных сборок можно собрать множество различных электронных устройств, одно из них — многофункциональный низкочастотный генератор. Его с успехом можно использовать как пробник для проверки работы каскадов усилителя, в электромузыкальных инструментах, вместо обычного квартирного звонка, в качестве телеграфного ключа для изучения азбуки Морзе или в метрономе.

Эта самоделка представляет собой обычный симметричный мультивибратор (см. «М-К» № 11 за 1983 г., «Елка-малютка»), но вместо транзисторов в нем применена транзисторная сборка К159НТ1А (рис. 4). Транзистор VT3 служит для усиления сигнала звуковой Чистоты, который преобразуется динамической головкой ВА1 в звук. Возможные величины емкостей конденсаторов С1, С2 указаны в таблице. Подбирая их значение, можно менять частоту генерируемого сигнала. Так, при самой низкой частоте (f = 2 Гц) устройство используется в качестве метронома. Для остальных случаев частота выбирается выше 130 Гц.

При использовании генератора в ЭМИ один из конденсаторов, например С1, заменяют на набор из конденсаторов различных емкостей. Для проверки УЗЧ вместо динамической головки ВА1 включают постоянный резистор сопротивлением 50—100 Ом, а выходной сигнал снимают с выводов коллектора и эмиттера VT3. Кнопочный выключатель SB1 необходим в телеграфном ключе и в квартирном звонке.

Питается генератор от батареи или сетевого источника напряжением 4,5—5 В. В качестве выпрямителя в нем служит блок кремниевых диодов КЦ407А (рис. 3). Вот как он устроен. В корпусе размером меньше копеечной монеты и весом всего 0,5 г размещены четыре диода, соединенные между собой по мостовой схеме (см. «М-К» № 12 за 1982 г., «Улица с односторонним движением»). Блок КЦ407А предназначен для работы в двухполупериодных выпрямителях переменного тока с частотой до 20 кГц, выдерживает обратное напряжение до 400 В и средний выпрямленный ток до 0,5 А.

Источник питания представляет собой двухполупериодный выпрямитель со стабилизатором выходного напряжения на транзисторе VT1 (рис. 6) и стабилитроне VD2. Резистор R1 создает необходимое напряжение смещения на базе VT1. Выпрямление переменного тока осуществляется диодным блоком VD1. Конденсаторы С1 и C2 сглаживают пульсации постоянного тока, а лампа HL1 служит для индикации включения устройства.

В генераторе и источнике питания можно использовать следующие элементы. Транзисторная сборка К159НТ1 — с любым буквенным индексом. Транзистор КТ601А допустимо заменить на аналогичные приборы серии КТ602, КТ603, КТ608 или КТ801. Резисторы — ВС или МЛТ, оксидные конденсаторы — К50-6, остальные — КМ6Б. Можно также использовать конденсаторы других марок, нужно только, чтобы их размеры были небольшими — тогда они свободно разместятся на монтажной плате. Динамическая головка ВА1 — любая, мощностью 0,1—0,5 Вт. Тумблер Q1 — ТЗ-С, кнопочный переключатель SB1 — П2К. Трансформатор Т1 мощностью 2—10 Вт рассчитан на напряжение вторичной обмотки 6—12 В. Можно применить готовый трансформатор ТС-27 от телевизионного приемника «Юность». При использовании трансформатора с напряжением вторичной обмотки 6—7 В лампу HL1 МН 13,5-0,16 нужно заменить на МН6,3-03. ХР1 — стандартная сетевая вилка.

Генератор и источник питания собраны на платах из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1—1,5 мм (рис. 5, 7).

Устройство размещается в пластмассовом корпусе. Его необязательно изготавливать самостоятельно. В любом промтоварном магазине, где имеется отдел изделий из пластмасс, приобретите подходящую по размерам коробку и приспособьте ее под корпус прибора. Тумблер включения питания, кнопку, индикаторную лампу и динамическую головку устанавливают на передней панели. Помимо установочных отверстий, в ней вырезается еще одно — по контуру диффузора ВА1, которое затем закрывают тонким слоем ткани. Гнездо предохранителя FU1 устанавливается на боковой или задней стенке корпуса.

Устройство не нуждается в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинает работать сразу же после включения питания.

Итак, мы рассказали вам о полупроводниковых сборках. Это лишь первый шаг в знакомстве с достижениями миниатюризации электронных приборов. Нам с вами еще предстоит узнать много интересного и о других элементах-малютках. Но об этом речь впереди.

П. ВАСИЛЬЕВ, В. ЯНЦЕВ