Postanowiłem zastosować jako czujnik małą komorę jonizacyjną ze wzmacniaczem prądu zbudowanym na tranzystorze kompozytowym.
Ale kiedy podłączyłem podstawę tranzystora kompozytowego bezpośrednio do drutu czujnika, prąd kolektora był praktycznie nieobecny. Spodziewałem się zobaczyć prąd upływowy z powodu pływającej podstawy i zysku dziesiątek tysięcy. Nie wiem, czy wszystkie kompozytowe tranzystory npn są tak dobre, jak te MPSW45A, ale prąd upływowy był zaskakująco niski, a zysk wyglądał na bardzo wysoki, może 30 000, przy prądzie bazowym kilkudziesięciu pikoamperów. (Sprawdziłem wzmocnienie rezystorem testowym o rezystancji 100 MΩ podłączonym do źródła zasilania o regulowanym napięciu wyjściowym).
Nagle zobaczyłem okazję, by wykorzystać te konwencjonalne elementy do stworzenia naprawdę czułego czujnika. Dodałem kolejny tranzystor, jak pokazano poniżej
Kto potrzebuje oporników odchylających? Użyłem puszki o średnicy około 10 cm z otworem w dnie na drut antenowy i folię aluminiową zakrywającą otwartą część. Szybko zdałem sobie sprawę, że rezystor podłączony do podstawy 2N4403 (10 kΩ) jest dobrym pomysłem, aby zapobiec uszkodzeniu na skutek zwarcia. Wydajność tego obwodu była doskonała; łatwo wykrył siatkę torową lampy Coleman! Dlaczego więc nie dodać kolejnego tranzystora kompozytowego? To wydawało się śmieszne, ale oto, co zbudowałem:
Użyłem napięcia zasilania 9 V, ale zaleciłbym użycie nieco wyższego napięcia, aby uzyskać wystarczający potencjał w komorze jonizacyjnej. Dodano rezystory w celu ochrony przed przypadkowymi zwarciami, które mogą szybko uszkodzić tranzystor lub amperomierz. Podczas normalnej pracy mają niewielki wpływ na funkcjonowanie obwodu.
Ten obwód naprawdę działa dobrze, a po 5-10 minutach potrzebnych do ustabilizowania mógł wykryć siatkę jarzeniową w odległości około dziesięciu centymetrów. Ale obwód okazał się wrażliwy na zmiany temperatury, a odczyty amperomierza wzrosły z niewielkim wzrostem temperatury w pomieszczeniu. Dlatego postanowiłem dodać kompensację temperatury, budując identyczny obwód, ale bez drutu czujnikowego podłączonego do podstawy tranzystora i włączając urządzenie pomiarowe między punktami wyjściowymi obu obwodów:
Wygląda to nieco myląco, ale w rzeczywistości dość łatwe do zrobienia. Obwód został zmontowany w tej samej puszce, co w jednym z projektów opisanych powyżej na tranzystorach polowych (JFET), a wszystkie części obwodu zostały zamontowane na 8-pinowej płytce drukowanej. Uważny czytelnik zauważy, że faktycznie użyłem rezystorów o rezystancji 2,4 kOhm i 5,6 kOhm, ale te różnice w ocenach nie odgrywają dużej roli. Użyłem również kondensatora blokującego połączonego równolegle z baterią o wartości znamionowej na przykład 10 uF. Drut czujnika jest bezpośrednio podłączony do podstawy tranzystora i przechodzi przez otwór wywiercony w dolnej części puszki. Obwód jest dość wrażliwy na pola elektryczne, więc warto mieć taką powłokę.
Niech obwód „rozgrzeje się” kilka minut po przyłożeniu napięcia zasilania, po czym amperomierz powinien spaść do bardzo małych wartości. Jeśli odczyty amperomierza są ujemne, przełącz przewód czujnika na podstawę innego tranzystora i zmień polaryzację połączenia amperomierza. Jeśli zauważalne napięcie spadnie na opornikach o rezystancji 2,2 kOhm, może wynosić do jednego wolta, spróbuj wyczyścić wszystko rozpuszczalnikiem i całkowicie wysuszyć. Kiedy odczyty amperomierza staną się niskie i stabilne, przenieś źródło promieniotwórcze, takie jak żarnik, do okna pokrytego folią, a odczyty powinny gwałtownie wzrosnąć. Jako urządzenie pomiarowe można zastosować woltomierz cyfrowy o skali do 1 V lub amperomierz o skali 100 μA. Miernik pokazany poniżej ma już skalę skalibrowaną w jednostkach radioaktywności, a odczyt około 2,2 wynika z działania siatki jarzeniowej.
Jest to prosty czujnik, biorąc pod uwagę jego czułość! Aktywny eksperymentator może wypróbować inne tranzystory, najprawdopodobniej kompozytowe, na przykład MPSA18, a nawet operacyjny wzmacniacz prądu sterowany napięciem, na przykład CA3080 z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego.
