자신의 손으로 트랜지스터 만들기. 오래된 트랜지스터로 만든 태양전지

09.08.2019

12V DC를 220V AC로 변환하는 간단한 인버터를 구축하려면 두 개의 구성 요소만 있으면 됩니다.

비싸거나 부족한 요소나 부품은 전혀 없습니다. 5분 안에 모든 조립이 가능해요! 납땜할 필요도 없습니다! 철사로 비틀어서 그랬어요.

인버터에는 무엇이 필요합니까?

수신기, 테이프 레코더, 센터 등의 변압기 하나의 주 권선은 220V이고 다른 하나는 12V입니다.
12V 릴레이는 여러 곳에서 사용됩니다.
연결용 전선.

인버터 조립

다음과 같이 릴레이와 변압기를 연결하면됩니다. 우선, 변압기의 네트워크 권선에 LED 전구 형태의 부하를 가합니다. 이것이 인버터의 출력이 됩니다.
그런 다음 저전압 권선을 릴레이와 병렬로 연결합니다. 이제 한 접점은 배터리에 전원을 공급하고 두 번째 접점은 배터리의 다른 접점에 연결되지만 닫힌 릴레이 접점을 통해서만 연결됩니다. 플러스 마이너스는 중요하지 않습니다.

모두! 인버터가 준비되었습니다! 매우 쉽습니다!
배터리에 연결합니다. 12V 소스로 사용하고 220V 램프가 빛나기 시작합니다. 동시에 릴레이에서 삐걱거리는 소리가 들립니다.

이 인버터는 어떻게 작동하나요?

매우 간단합니다. 전원을 연결하면 모든 전압이 릴레이의 닫힌 접점을 통과합니다. 릴레이가 작동하고 접점이 열립니다. 결과적으로 릴레이의 전원이 꺼지고 접점이 다시 닫힙니다. 결과적으로 사이클이 반복됩니다. 그리고 승압 변압기가 릴레이에 병렬로 연결되어 있기 때문에 지속적인 온오프의 강력한 펄스가 공급되어 교류 고전압 전류로 변환됩니다. 이러한 변환기의 주파수 범위는 60-70Hz입니다.
물론 이러한 인버터는 내구성이 없습니다. 조만간 릴레이가 고장나겠지만 아쉽지는 않습니다. 비용은 1페니이거나 기존 인버터를 사용하면 무료입니다. 그리고 전류 유형과 확산 측면에서 출력 전압은 끔찍합니다. 하지만 이 간단한 변환기는 심각한 상황에서 도움이 될 수 있습니다.

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트랜지스터나 다이오드로 태양전지를 만드는 방법은 무엇입니까?

태양광 패널이라는 장치에 대한 응용 사례가 나날이 증가하고 있습니다. 그들은 군사 우주 산업, 산업, 농업 및 일상 생활에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 배터리를 합리적인 가격으로 구입하는 것이 점점 더 쉬워지고 있음에도 불구하고 직접 만드는 것은 흥미롭습니다.

이 기사에서는 저전력 아마추어 무선 설계를 위한 전류 소스로 사용할 수 있는 태양광 배터리를 직접 만드는 방법에 대한 실용적인 조언을 제공합니다.

다이오드나 트랜지스터로 만든 수제 태양전지는 실제 적용 측면뿐만 아니라 작동 원리를 이해하는 데에도 흥미로운 장치입니다. 또한 제조에는 30~40년 전에 생산된 반도체 장치를 사용하는 것이 좋습니다.

태양전지는 어떻게 작동하나요?

빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서 태양전지는 꽤 오래전부터 알려져 왔다. 이 연구는 pn 접합의 내부 광전 효과 현상을 기반으로 합니다. 내부 광전 효과는 빛이 흡수될 때 반도체에 추가 전류 캐리어(전자 또는 정공)가 나타나는 현상입니다.

전자와 정공은 p-n 접합으로 분리되어 전자는 n 영역에, 정공은 p 영역에 집중되어 결과적으로 이들 영역 사이에 기전력이 발생합니다. 외부 부하를 연결하면 p-n 접합이 켜지면 전류가 발생합니다. 태양 에너지는 전기 에너지로 변환됩니다.

이러한 반도체의 EMF 및 전류 강도는 다음 요소에 의해 결정됩니다.

반도체 재료(게르마늄, 실리콘 등);
p-n 접합의 표면적;
이 전환의 조명.

하나의 요소에서 생성되는 전류는 매우 작으므로 원하는 결과를 얻으려면 이러한 요소를 많이 사용하여 모듈을 조립해야 합니다. 이러한 전류원은 생성되는 전류량이 특정 최대값(보통 몇 밀리암페어)으로 제한되기 때문에 짧은 설명을 두려워하지 않습니다.

반도체 다이오드 또는 트랜지스터로 만든 태양 전지

반도체 다이오드와 트랜지스터 모두 태양 전지를 만드는 데 필요한 p-n 접합을 가지고 있습니다. 다이오드에는 1개의 p-n 접합이 있고 트랜지스터에는 베이스와 컬렉터 사이, 베이스와 이미터 사이에 2개의 접합이 있습니다. 이 용량으로 반도체 장치를 사용할 가능성은 두 가지 조건에 의해 결정됩니다.

p-n 접합을 여는 것이 가능해야 합니다.
p-n 접합의 면적은 충분히 커야 합니다.

수제 트랜지스터 태양 전지

두 번째 조건은 일반적으로 고전력 평면 트랜지스터에 대해 충족됩니다. 실리콘 npn 트랜지스터 KT801(a)은 접합을 쉽게 열 수 있다는 점에서 흥미롭습니다. 펜치로 뚜껑을 누르고 조심스럽게 제거하면 됩니다. 강력한 게르마늄 트랜지스터 P210-P217(b)의 경우 AA 선을 따라 덮개를 조심스럽게 자르고 제거해야 합니다.

준비된 트랜지스터를 태양전지의 소자로 사용하기 전에 반드시 점검을 하여야 한다. 이렇게하려면 일반 멀티 미터를 사용할 수 있습니다. 장치를 전류 측정 모드(수 밀리암페어로 제한)로 전환한 후 베이스와 트랜지스터의 컬렉터 또는 이미터 사이에 장치를 연결합니다. 이 트랜지스터의 전환은 잘 조명됩니다. 장치는 작은 전류(보통 밀리암페어 단위, 덜 자주 1mA를 약간 넘는 전류)를 표시해야 합니다. 멀티미터를 전압 측정 모드(1-3V 제한)로 전환하면 수십 볼트 정도의 출력 전압 값을 얻어야 합니다. 유사한 출력 전압 값을 갖는 그룹으로 정렬하는 것이 좋습니다.

출력 전류와 작동 전압을 높이기 위해 요소의 혼합 연결이 사용됩니다. 그룹 내에서는 출력 전압 값이 비슷한 요소끼리 병렬로 연결됩니다. 그룹의 총 출력 전류는 개별 요소의 전류의 합과 같습니다. 그룹은 서로 순차적으로 연결됩니다. 출력 전압이 합산됩니다. n-p-n 구조의 트랜지스터의 경우 출력 전압의 극성은 반대가 됩니다.

전류원을 조립하려면 호일 유리 섬유로 만든 회로 기판을 개발하는 것이 좋습니다. 요소의 납땜을 풀고 나면 보드를 적절한 크기의 케이스에 놓고 그 위에 플렉시 유리판을 덮는 것이 좋습니다. 수십 개의 트랜지스터로 구성된 전류원은 수 밀리암페어의 출력 전류로 수 볼트의 전압을 생성합니다. 저전력 배터리를 충전하고 저전력 라디오 및 기타 저전력 전자 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

수제 다이오드 태양 전지

자신의 손으로 다이오드를 사용하여 태양 전지를 만들 수도 있습니다. 예를 들어 평면 실리콘 다이오드 KD202를 사용하여 배터리를 생산하는 방법을 설명합니다. . 대신 D242, D237, D226 등 다른 반도체 정류기를 사용할 수 있습니다.

KD202 다이오드의 p-n 접합을 열려면 다음 작업을 수행해야 합니다.

플랜지 옆 바이스에 다이오드를 고정하고 양극 리드를 잘라낸 다음 조심스럽게 펴서 나중에 p-n 접합에 납땜된 구리 와이어를 쉽게 분리할 수 있도록 합니다.
칼이나 기타 날카로운 물체를 용접 조인트에 가볍게 불어 넣고 다이오드를 바이스로 돌려 보호 플랜지를 분리합니다.

거의 같은 방법으로 다른 다이오드의 보호 플랜지를 분리할 수 있습니다.

태양전지에서는 위 회로의 트랜지스터와 같이 준비된 다이오드가 혼합된 방식으로 연결된다. 각 그룹에서 요소는 병렬로 연결됩니다. 한쪽에서는 다이오드의 양극이 서로 연결되고 다른 쪽에서는 음극이 연결됩니다. 트랜지스터와 마찬가지로 그룹별로 요소를 선택할 수 있습니다. 이러한 전류원에 개별 요소가 많을수록 전력이 더 커집니다.

10개의 다이오드로 구성된 5개 그룹의 전류원은 20-25mA의 전류에서 약 2.5V의 전압을 생성합니다. 직접 전류원을 만들려면 D223 유형의 저전력 정류 다이오드를 사용하는 것이 허용됩니다. p-n 접합을 빛에 개방하기 쉽기 때문에 편리합니다. 이렇게하려면 일정 시간 동안 아세톤에 보관하면 충분하며 그 후에 보호 페인트를 유리 본체에서 쉽게 제거 할 수 있습니다.

반도체 장치를 다룰 때 과열되면 쉽게 고장이 난다는 점을 잊지 마십시오. 납땜 시에는 저융점 납땜과 저전력 납땜 인두를 사용해야 하며 납땜 부위가 너무 오랫동안 가열되지 않도록 주의해야 합니다.

전자 기기 설계의 기본을 잘 아는 사람이라면 집에서 직접 만든 반도체 태양전지를 제조하고 조립하는 것이 그다지 어려운 작업이 아니라는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 시도해 보세요 - 성공할 것입니다!

이 기사는 주로 공예를 사랑하고 아는 사람들의 관심을 끌 것입니다. 물론, 태양광발전 제품을 조립하거나 대량으로 구매하는 등 다양한 기성품 기기와 기구를 구매할 수 있습니다. 그러나 장인이 다른 장치와 유사하지 않고 고유한 속성을 가진 자신만의 장치를 만드는 것이 훨씬 더 흥미롭습니다. 예를 들어, 태양 전지는 트랜지스터로 직접 만들 수 있으며, 이 태양 전지를 기반으로 광 센서 또는 저전력 충전기와 같은 다양한 장치를 조립할 수 있습니다.

태양전지 조립

산업용 헬륨 모듈은 햇빛을 전기로 변환하는 요소로 실리콘을 사용합니다. 당연히 이 물질은 적절한 처리를 거쳐 천연 원소를 결정질 반도체로 만들었습니다. 이 결정은 얇은 웨이퍼로 절단되어 대형 태양광 모듈을 조립하는 기초로 사용됩니다. 동일한 재료가 반도체 장치 제조에도 사용됩니다. 따라서 원칙적으로 태양전지는 충분한 실리콘 트랜지스터로 만들 수 있다.

헬륨 배터리를 만들려면 "P" 또는 "KT"라고 표시된 오래된 강력한 장치를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 트랜지스터가 강력할수록 실리콘 결정의 면적이 커지므로 광전지의 면적도 커집니다. 작동하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 사용에 문제가 생길 수 있습니다. 물론 결함이 있는 트랜지스터를 사용해 볼 수도 있습니다. 그러나 동시에 이미 터-베이스 또는 컬렉터-베이스의 두 전환 중 하나에서 단락이 없는지 각각 확인해야합니다.

생성되는 배터리의 극성은 사용되는 트랜지스터의 구조(pnp 또는 npn)에 따라 달라집니다. 예를 들어 KT819는 n-p-n 구조이므로 양극("+") 출력이 베이스 단자가 되고 음극("-") 출력이 이미터 및 컬렉터 단자가 됩니다. P201, P416 유형의 트랜지스터는 pnp 구조를 가지므로 음극("-") 출력은 베이스 단자가 되고 양극("+") 출력은 이미터 및 컬렉터 단자가 됩니다. 국내 P201 - P203을 광 변환기로 사용하면 조명이 좋으면 1.5V 전압에서 최대 3mA의 출력 전류를 얻을 수 있습니다.

트랜지스터 P202M

유형을 선택하고 충분한 수의 트랜지스터(예: P201 또는 P416)를 조립하면 태양전지 제조를 시작할 수 있습니다. 이렇게 하려면 보링 머신을 사용하여 트랜지스터의 플랜지를 갈아내고 하우징의 상단 부분을 제거합니다. 그런 다음 모든 트랜지스터가 광전지로 사용하기에 적합한지 확인하기 위해 일상적이지만 필요한 작업을 수행해야 합니다. 이렇게 하려면 디지털 멀티미터를 사용하여 측정 범위가 최대 20밀리암페어인 밀리암페어 모드로 설정합니다. "양성" 프로브를 테스트 중인 트랜지스터의 컬렉터에 연결하고 "음성" 프로브를 베이스에 연결합니다.

조명이 충분하면 멀티미터는 0.15~0.3밀리암페어 범위의 전류 값을 표시합니다. 현재 값이 최소값보다 낮으면 이 트랜지스터를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 전류를 확인한 후에는 전압을 확인해야 합니다. 단자에서 프로브를 제거하지 않고 멀티미터를 최대 1V 범위의 전압 측정으로 전환해야 합니다. 동일한 조명에서 장치는 약 0.3V의 전압을 표시해야 합니다. 전류 및 전압 표시기가 주어진 값과 일치하면 트랜지스터는 태양 전지의 일부인 광전지로 사용하기에 적합합니다.

태양전지의 트랜지스터 연결도

가능하다면 최대 성능을 갖춘 트랜지스터를 선택할 수 있습니다. 일부 트랜지스터의 경우 배터리 장착 단자 위치 측면에서 베이스-이미터 접합이 더 편리할 수 있습니다. 그런 다음 콜렉터 출력은 무료로 유지됩니다. 트랜지스터로 젤 배터리를 만들 때 명심해야 할 마지막 참고 사항입니다. 배터리를 조립할 때 열 제거에 주의해야 합니다. 가열되면 약 +25°C에서 시작하는 반도체 크리스탈이 이후 각 온도에서 초기 전압의 약 0.5%를 잃기 때문입니다.

냉각 라디에이터가 있는 P203E 트랜지스터

화창한 여름날, 실리콘 결정은 +80°C까지 가열될 수 있습니다. 이렇게 높은 온도에서 젤 배터리를 구성하는 각 요소는 평균 최대 0.085V의 전압을 잃을 수 있습니다. 따라서 이러한 수제 배터리의 효율성은 눈에 띄게 감소합니다. 손실을 최소화하기 위해 방열판이 필요합니다.

태양광 발전의 요소인 기존 트랜지스터

일반 트랜지스터는 매우 쉽게 광전 변환기로 전환될 수 있다는 사실 외에도 조금만 상상하면 반도체의 광전 특성을 활용하여 다른 유용한 회로에 사용될 수 있습니다. 그리고 이러한 속성의 적용 영역은 가장 예상치 못한 것일 수 있습니다. 또한 수정된 트랜지스터는 태양전지 모드와 포토트랜지스터 모드의 두 가지 버전으로 사용할 수 있습니다. 태양전지 모드에서는 조명을 받을 때 반도체에서 생성된 전기 신호가 아무런 수정 없이 두 단자(베이스-컬렉터 또는 베이스-이미터)에서 제거됩니다.

포토트랜지스터는 광속에 반응하고 모든 스펙트럼 범위에서 작동하는 반도체 장치입니다. 이 장치는 방사선을 직류 전기 신호로 변환하는 동시에 증폭시킵니다. 포토트랜지스터의 컬렉터 전류는 복사 전력에 따라 달라집니다. 포토트랜지스터의 베이스 영역이 더 강하게 조명될수록 콜렉터 전류는 더 커집니다.

일반 트랜지스터에서는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전지뿐만 아니라 만들 수도 있습니다. 일반 트랜지스터는 쉽게 포토트랜지스터로 변환할 수 있으며 향후 새로운 기능을 사용할 수 있습니다. 거의 모든 트랜지스터가 이 수정에 적합합니다. 예를 들어 MP 시리즈. 리드를 위로 올려 트랜지스터를 돌리면 베이스 핀이 트랜지스터 본체에 직접 납땜되어 있고 이미터 핀과 컬렉터 핀이 절연되어 안쪽으로 들어가는 것을 볼 수 있습니다. 트랜지스터의 전극은 삼각형으로 배열되어 있습니다. 이 삼각형의 상단(베이스)이 사용자를 향하도록 트랜지스터를 회전하면 컬렉터는 왼쪽에 있고 이미터는 오른쪽에 있습니다.

이미터 측에서 접지된 트랜지스터 하우징

이제 니들 파일을 사용하여 관통 구멍이 생길 때까지 이미터 쪽에서 트랜지스터 하우징을 조심스럽게 갈아야 합니다. 포토트랜지스터를 사용할 준비가 되었습니다. 트랜지스터로 만든 광전지처럼 집에서 만든 광트랜지스터도 빛에 반응하는 다양한 회로에 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 외부 조명과 같이 켜기 및 끄기를 제어하는 광 센서가 있습니다.

간단한 광 센서의 회로도

두 트랜지스터 모두 태양 추적 회로에 사용되어 태양 전지판의 회전을 제어할 수 있습니다. 이러한 트랜지스터의 약한 신호는 예를 들어 이미 전원 릴레이를 제어할 수 있는 복합 Darlington 트랜지스터에 의해 증폭됩니다.

이러한 수제 제품을 사용하는 예는 매우 많습니다. 적용 범위는 해당 작업을 수행하는 사람의 상상력과 경험에 의해서만 제한됩니다. 깜박이는 크리스마스 트리 화환, 방의 조광기, 여름 별장 조명 제어... 이 모든 것은 자신의 손으로 할 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 라디오에 열정을 가진 사람들은 상당히 다양한 전자 부품을 축적하게 되는데, 그중에는 금속 케이스에 들어 있는 구소련 트랜지스터가 있을 수 있습니다. 크기가 크기 때문에 더 이상 무선 구성 요소로 적합하지 않지만 완전히 다른 목적, 즉 태양 전지로 사용할 수 있습니다. 사실, 이러한 배터리의 전력은 크기에 비해 매우 작으며 저전력 장치에 전원을 공급하는 데에만 적합합니다. 하지만 실험적으로나 재미로 수집할 수는 있습니다.

트랜지스터를 태양전지로 변환하려면 먼저 트랜지스터 덮개를 잘라야 합니다. 이렇게하려면 트랜지스터를 몸체의 가장자리에 조심스럽게 고정하고 쇠톱으로 덮개를 자릅니다. 트랜지스터 내부의 크리스탈과 얇은 와이어가 손상되지 않도록 주의 깊게 수행해야 합니다.