Contrôler un courant avec un autre - des alternatives maison au transistor?

J'ai une compréhension très basique du fonctionnement d'un BJT ou d'un FET, mais je pense avoir eu l'idée. Ils sont géniaux à tous égards, sauf un: vous ne pouvez pas en faire un à la maison sans fours chauds et produits chimiques effrayants. Les vieilles triodes seraient plus faciles à réaliser, sauf qu'elles ont besoin d'un bon vide (mieux que ce que je pourrais faire chez moi).

Y a-t-il d'autres composants que l'on peut utiliser à la place d'un transistor ou d'une triode, pour contrôler un courant fort avec un faible?

J'ai pensé à ces façons - ce sont des idées naïves de quelqu'un fasciné mais qui est à peine entré dans le stade "novice" de l'électronique:

• faire un tissage de fil de cuivre isolé (comme une grille serrée) et passer d'autres fils à travers les yeux du tissage, de sorte qu'une tension dans le tissage (le contrôleur) pourrait effrayer les électrons traversant les fils qui passent (les contrôlés) en utilisant son champ électrique, comme le fonctionnement du réseau dans une triode, ou le fonctionnement du portail dans un FET

• mettre une plaque (contrôleur) entre les plaques d'un condensateur (contrôlé), donc lorsque vous mettez un courant à travers la plaque du contrôleur, la capacité du condensateur est légèrement modifiée de sorte que sa réactance change (je n'ai pas beaucoup réfléchi à cette idée , ni comment pourrait-il être utilisé, cela semblera certainement stupide)

• mettre un condensateur cylindrique (le contrôleur) autour d'un fil (le contrôlé), de sorte que le cylindre intérieur négatif sera proche autour du fil; j'espère que la charge du condensateur ... oh attendez ... le champ électrique net à l'extérieur d'un condensateur est censé être 0 ...

Je suppose déjà que ces idées sont fausses de nombreuses façons. Pourriez-vous s'il vous plaît signaler certaines des erreurs? J'espère que j'apprendrai beaucoup de cette façon.

Les transistors et triodes sont les meilleurs, les plus pratiques, les plus rapides et les plus efficaces pour cette tâche. Je le sais très bien, je ne le nie en aucune façon. Cette question est posée dans l'esprit "Ce que je ne peux pas créer, je ne le comprends pas". et "Savoir résoudre tous les problèmes qui ont été résolus", comme l'a si bien dit Feynman.

Je m'intéresse principalement au contrôle comme à l' amplification avec un gain. Allumer / éteindre n'est pas vraiment suffisant - je pense que j'aimerais utiliser cette chose dans un oscillateur ou un circuit RF.

Il y a l' amplificateur magnétique . Je pense que cela semble assez facile à construire et fonctionne plutôt bien.

Voici un bon livre sur les amplis mag: Amplificateurs magnétiques, Paul Mali, 1960, 101 pages , trouvés dans la collection de livres vraiment impressionnante de Pete Millet . De ce livre:

"Fondamentalement, le principe du réacteur saturable simple peut être énoncé en deux parties: à mesure que le noyau magnétique se sature, le courant à la charge augmente; à mesure que le noyau magnétique se désature, le courant à la charge diminue." (p.28)

Une autre image illustre cela:

Lorsque vous modifiez le courant continu (circuit de commande), vous conduisez le noyau dans ou hors de la saturation, contrôlant la pente si la caractéristique de transfert de sortie à entrée (circuit de charge AC).

Notez que le principe sous-jacent étant une inductance, vous ne pouvez contrôler que les courants de charge CA. Pour les applications CC, il est possible de contrôler un courant alternatif et de rectifier la sortie, à l'aide d'un redresseur à diode et d'un condensateur de lissage.

Outre les applications plutôt exotiques dans les premières technologies militaires, l'avionique ou la transmission haute tension, il existe au moins deux exemples où des inductances saturables ont été utilisées par des millions de personnes dans les appareils grand public:

• Post-régulation dans les alimentations à découpage - en fait une application où un courant alternatif est contrôlé pour créer, après avoir été redressé, une tension continue stabilisée.

• Circuits pour corriger la géométrie autrement déformée ("forme de coussin") d'une image sur un écran CRT. Ici, le courant alternatif vers les bobines de déviation du tube d'image est modifié par un inducteur saturable contrôlé.

Obtenir un gain de puissance réel va être délicat. Les choses que vous pouvez faire par vous-même sans équipement spécialisé ne produiront pas de gain élevé ni ne fonctionneront aux fréquences que vous souhaitez. Autrement dit, vous n'obtiendrez pas beaucoup de gain * de bande passante. Si c'était si simple, des tubes à vide, puis des transistors n'auraient pas été aussi percés.

Cependant, quelques choses me viennent à l'esprit:

1. Un relais, c'est quelque chose que vous pouvez faire vous-même. Il n'a que deux états, mais un gain assez élevé. Vous pouvez obtenir une sortie analogique via tramage ou PWM. Une façon consiste à configurer le relais pour qu'il oscille automatiquement. Configurez le contact de sorte qu'il soit normalement fermé, puis mettez-le en série avec la bobine. C'est exactement ainsi que fonctionnaient les vieux buzzers et les sonneries électriques. Maintenant, vous avez un tas d'impulsions à probablement quelques 10s de Hz. À ce stade, il faut peu d'entrée de commande pour perturber le système à un rapport cyclique différent. La commande pourrait être un électroaimant séparé tirant sur le bras de contact ou même un deuxième enroulement sur le même. Il devrait être possible de régler ce paramètre pour exiger moins de puissance de commande que la puissance qui peut être dérivée de la sortie commutée moyenne, fournissant ainsi un gain.

2. Une lumière et une photorésistance contrôlées. Étant donné que la tension et le courant à travers la photorésistance peuvent être plus élevés que ceux qui entraînent la lumière, cela peut éventuellement fournir un gain de puissance. Peut-être qu'il ne peut être configuré qu'avec des pièces standard pour avoir un gain de puissance en courant alternatif. Ce n'est pas de la triche, car beaucoup de tubes à vide ont le même problème en raison de la puissance nécessaire pour chauffer la cathode. Peut-être aux bons points de fonctionnement avec un LDR à faible résistance, vous pouvez obtenir un gain de puissance CA. Le gain de tension en soi devrait être facile, même en courant continu.

   Il existe des optocoupleurs qui ont certainement un gain de puissance, mais ils utilisent tous des phototransistors, qui tricheraient selon vos besoins.

   Le plus dur sera de fabriquer votre propre lumière avec une efficacité raisonnable. Obtenir les matériaux pour une résistance dépendante de la lumière CdS ne sera pas facile non plus, mais je pense qu'ils devraient pouvoir être construits par vous-même, même si je n'ai jamais essayé cela.

3. Comme ci-dessus, mais utilisez une source de lumière fixe et modulez son faisceau en le déviant via un miroir contrôlé magnétiquement ou électrostatiquement. C'est peut-être le moyen le plus simple de fabriquer votre amplificateur de microphone. Le microphone peut être quelque chose d'aussi simple qu'une feuille de papier d'aluminium qui réfléchit la lumière du soleil ou une autre source de lumière puissante. Avec certains objectifs, il devrait être possible de le transformer en un faisceau lumineux modulé. Le fait de piloter une photorésistance et une source de tension CC fixe pourrait être suffisant pour entraîner de petits écouteurs à des niveaux audibles.

4. Accélérateur à commande magnétique. Un moteur à essence est capable d'une grande puissance de sortie, certainement beaucoup plus que ce qui serait nécessaire pour actionner son accélérateur électriquement via un solénoïde. Si vous voulez une entrée et une sortie électriques, demandez au moteur d'entraîner une génératrice. Cela peut certainement avoir un gain de puissance important, bien que la bande passante soit faible, comme un Hz ou deux au mieux.

5. Générateur contrôlé par le terrain. Faites un générateur électrique avec des bobines de champ au lieu d'aimants permanents. Cela a l'avantage de pouvoir gérer de grandes quantités de puissance d'entrée sous la forme d'un arbre tournant. Avec tout ce qu'il faut, il est possible de moduler la grande puissance d'entrée suffisamment pour obtenir un gain de puissance net du signal de commande à la sortie. Il peut être plus facile d'obtenir un gain CA en perturbant un point de fonctionnement CC. Certains premiers émetteurs RF ont travaillé sur ce principe.

Fondamentalement, recherchez tout élément de la nature qui gère des quantités raisonnables de puissance, puis réfléchissez à la façon dont ce flux de puissance pourrait être modulé avec un signal de contrôle de puissance inférieur. Il y a beaucoup de ces choses si vous regardez attentivement.

Avez-vous envisagé une diode ou une triode de flamme? Ce sont des équivalents de tubes à vide qui fonctionnent à l'intérieur de la flamme d'une lampe à alcool plutôt que dans le vide. Ce gars a construit les deux, et le site a des photos de ses appareils et des descriptions des matériaux et des techniques qu'il a utilisés.

Vous aurez besoin d'une source de haute tension DC (il utilise 200VDC) et vous devrez travailler avec des courants très faibles - vous aurez besoin d'un amplificateur existant (construit avec des transistors ou des circuits intégrés réguliers) pour entendre l'oscillateur et / ou un oscilloscope avec un impédance d'entrée très élevée pour visualiser / mesurer la sortie.

Édité:

Il y a aussi ce type qui a fabriqué des transistors à effet de champ en oxyde de zinc. Il y a deux fichiers PDF sur la page liée. L'un décrit la création d'un simple transistor, l'autre décrit l'utilisation d'un développement ultérieur de ces transistors pour fabriquer un oscillateur.

La chose la plus méchante dont il avait besoin était de l'acide acétique (pur à 98%).

Je suppose que vous pourriez essayer de monter quelque chose avec un relais inductif, un ressort et un rhéostat ... mais les triodes et les nombreux types de transistors sont la façon dont vous le faites.