По своему функциональному назначению микросхемы подразделяют на аналоговые (или линейно-импульсные) и логические (или цифровые). Аналоговые, а к ним относятся и микросхемы тех серий, которые я здесь уже называл, используются для усиления, генерирования, преобразования электрических колебаний, например в приемниках, магнитофонах, телевизорах. Логические же микросхемы предназначаются для электронных вычислительных машин (ЭВМ), устройств автоматики, приборов с цифровым отсчетом результатов измерений.
Вот то немногое, что в общих чертах можно сказать о микросхемах. Практика использования микросхем в тех устройствах, разговор о которых пойдет в этой беседе, поможет лучше представить их перспективность.
Начну с аналоговых микросхем.
К числу наиболее простых аналоговых микросхем, уже освоенных радиолюбителями, относятся микросхемы К118УН1 и К122УН1 из серий КП8 и К122. Буква К в обозначении указывает на то, что это микросхемы широкого применения. Номер гибридной микросхемы начинается с двойки, а полупроводниковой — с единицы. Следовательно, микросхемы серий К118 и К122 полупроводниковые, широкого применения.
В обозначение микросхем входят также цифры, указывающие номера серий (например, 118, 122). Буквы У и Н характаризуют функциональное назначение микросхем — это усилители напряжения или мощности. Последняя цифра указывает порядковый номер разработки. Далее могут следовать буквенные индексы А-Д, характеризующие напряжение источника питания и усилительные свойства микросхем.
Что представляют собой микросхемы серий К118 и К222? По существу, микросхемы К118УН1 и К122УН1 являются «близнецами» и отличаются одна от другой только конструктивно.
Схема «начинки» микросхемы К118УН1 (с любым буквенным индексом), конструкция с нумерацией выводов и обозначение ее на принципиальных схемах показаны на рис. 295.
Рис. 295. Схема (а), конструкция (б) и условное обозначение (в) микросхемы K118УH1
Как видишь, она представляет собой почти готовый двухкаскадный усилитель на кремниевых транзисторах структуры n-р-n. Связь между транзисторами микросхемы непосредственная. В эмиттерной цепи транзистора V2 имеется резистор сопротивлением 400 Ом. На нем происходит падение напряжения, которое через два соединенных последовательно резистора по 4 кОм подается на базу транзистора V1 и, действуя как напряжение смещения, открывает его. Резистор в коллекторной цепи транзистора V1 (5,7 кОм) — его нагрузка. Создающееся на нем напряжение усиленного сигнала подается непосредственно на базу транзистора V2 для дополнительного усиления. Вывод 3 является входом, а вывод 10 — выходом микросхемы.
Всего микросхема имеет 14 выводов, нумерация которых идет от специальной метки на корпусе в направлении движения часовой стрелки (смотреть снизу). Но некоторые из них, например выводы 1, 4, 6, 8 и 13, вообще не задействованы, а некоторые, в зависимости от применения микросхемы, не используются.
Приведу несколько конкретных примеров практического применений микросхемы К118УН1.
Первый пример — простой усилитель 3Ч (рис. 296), который можно использовать, например, для прослушивания грамзаписи на головные телефоны или в качестве предварительного усиления напряжения колебаний 3Ч.
Рис. 296. Усилитель на микросхеме К118УН1Б
В нем работает микросхема К118УН1Б, дающая несколько большее усиление, чем такая же микросхема, но с буквенным индексом А. Источник питания Uи. п, напряжением не более 6,3 В подключают к микросхеме через ее выводы 7 (плюс) и 14 (минус). Сигнал звуковой частоты, который надо усилить, подается на вход 3 микросхемы через конденсатор С1. Усиленный сигнал, снимаемый с соединенных вместе выводов 9 и 10 (с резистора внутри микросхемы сопротивлением 1,7 кОм, выполняющего роль нагрузки транзистора V2), через конденсатор С5 поступает к телефонам В1 и преобразуется ими в звук. Конденсатор С4 блокирует телефоны по наивысшим частотам звукового диапазона.
Какова роль электролитических конденсаторов С2 и С3, включенных между общим заземленным проводником цепи питания и выводами 11 и 12 микросхемы? Конденсатор С2 совместно с резистором микросхемы (4 кОм) образует развязывающий фильтр, устраняющий паразитную обратную связь между вторым и первым каскадами микросхемы через общий источник питания. Без него колебания тока, возникающие при работе транзистора второго каскада, могут проникнуть в цепь питания транзистора первого каскада, что приведет к самовозбуждению усилителя. Подобные развязывающие фильтру были во многих твоих конструкциях.
Конденсатор С3 шунтирует эмиттерный резистор транзистора второго каскада микросхемы (400 Ом) по переменному току и тем самым ослабляет отрицательную обратную связь, снижающую усиление микросхемы. С подобным включением конденсаторов ты также сталкивался при конструировании приемной и усилительной аппаратуры.
Если для усилителя использовать электролитические конденсаторы К50-6, то его детали, кроме источника питания (четыре элемента 332 или пять аккумуляторов Д-0,06) и выключателя (тумблер ТВ2-1), можно смонтировать на плате размерами не более чем 40х25 мм (рис. 296, б). Детали размещай с одной стороны платы, а соединения между ними делай с другой стороны.
Для выводов микросхемы просверли в плате два ряда отверстий диаметром 0,8–1 мм; расстояние между рядами отверстий 7,5 мм, между центрами отверстий в рядах 2,5 мм.
Телефоны В1 — высокоомные ТОН-2. Если будешь использовать телефонный капсюль ДЭМ-4М или низкоомные головные телефоны, то включай их между плюсовым проводником и выводом 10 микросхемы (не соединяя его с выводом 9). Правильно смонтированный усилитель не нуждается в подгонке режимов транзисторов. Чтобы он начал работать, надо лишь подать на него напряжение питания.
Второй пример генератор колебаний звуковой частоты (рис. 297).
Рис. 297. Схема генератора колебаний звуковой частоты
Чтобы усилитель микросхемы превратить в генератор электрических колебаний частотой 800-1000 Гц, между его выходом (соединенные вместе выводы 9 и 10) и входом (вывод 3) надо включить конденсатор С1 емкостью 2200–3000 пФ. Этот конденсатор создаст между выходом и входом микросхемы положительную обратную связь по переменному току и усилитель возбудится. При этом в головных телефонах, подключенных к выходу генератора, будет слышен звук средней тональности. Желательный тон этого звука можно устанавливать подбором емкости конденсатора С1: чем больше будет его емкость, тем ниже тон звука.
Такой генератор можно использовать как источник сигнала для проверки работоспособности усилителей 3Ч. Можно использовать его и в качестве звукового генератора для изучения телеграфной азбуки. В этом случае надо только вместо выключателя питания S1 включить телеграфный ключ, а к выходу подключить головные телефоны.
Третий пример — малогабаритный рефлексный приемник прямого усиления. Его принципиальная схема, монтажная плата и детали в развернутом виде, а также соединения деталей на плате показаны на рис. 298. Принципиально этот приемник подобен знакомому тебе приемнику 2-V-2 (см. рис. 210), только тот приемник был с фиксированной настройкой, а этот с плавной настройкой на сигналы радиовещательных станций.