Decidí utilizar como sensor una pequeña cámara de ionización con un amplificador de corriente construido sobre un transistor compuesto.
Pero cuando conecté la base del transistor compuesto directamente al cable del sensor, prácticamente no había corriente del colector. Esperaba ver alguna fuga de corriente debido a la “base flotante” y una ganancia de decenas de miles. No sé si todos los transistores npn compuestos son tan buenos como estos MPSW45A, pero la corriente de fuga fue sorprendentemente baja y la ganancia parecía muy alta, quizás 30.000, con una corriente base de varias decenas de picoamperios. (Revisé la ganancia usando una resistencia de prueba de 100 MΩ conectada a una fuente de alimentación con voltaje de salida regulado).
De repente vi la oportunidad de utilizar estos componentes comunes para crear un sensor realmente sensible. He añadido otro transistor como se muestra a continuación.
¿Quién necesita resistencias de polarización? Utilicé una lata de unos 10 cm de diámetro con un agujero en el fondo para el cable de la antena y papel de aluminio para tapar la parte abierta.Rápidamente me di cuenta de que una resistencia conectada a la base 2N4403 (10k) es una buena idea para evitar daños por cortocircuito. ¡El rendimiento de este circuito fue excelente y detectó fácilmente la rejilla luminosa de torio de una lámpara Coleman! Entonces, ¿por qué no añadir otro transistor compuesto? Parecía divertido, pero esto es lo que se me ocurrió:
Utilicé un voltaje de suministro de 9 V, pero recomendaría usar un voltaje ligeramente más alto para obtener suficiente potencial en la cámara de ionización. Se agregaron resistencias para proteger contra cortocircuitos accidentales, que podrían destruir rápidamente un transistor o un amperímetro. Durante el funcionamiento normal, tienen poco efecto sobre el funcionamiento del circuito.
Este circuito funcionó muy bien y después de 5 a 10 minutos que tardó en estabilizarse, pudo detectar la rejilla luminosa a una distancia de unos diez centímetros. Pero el circuito resultó ser sensible a los cambios de temperatura y las lecturas del amperímetro aumentaron con un ligero aumento de la temperatura en la habitación. Por lo tanto, decidí agregar compensación de temperatura construyendo un circuito idéntico, pero sin el cable del sensor conectado a la base del transistor, y conectando un dispositivo de medición entre los puntos de salida de ambos circuitos:
Esto parece un poco confuso, pero en realidad es bastante fácil de hacer. El circuito se ensambló en la misma lata que se usó en uno de los proyectos JFET descritos anteriormente, y todas las partes del circuito se montaron en una placa de circuito de 8 pines. El lector astuto notará que en realidad usé resistencias de 2,4 kOhm y 5,6 kOhm, pero estas diferencias en los valores no hacen una gran diferencia.También utilicé un condensador de bloqueo conectado en paralelo a la batería, con un valor de, por ejemplo, 10 uF. El cable del sensor está conectado directamente a la base del transistor y pasa a través de un orificio perforado en el fondo de la lata. El circuito es bastante sensible a los campos eléctricos, por lo que tener un envoltorio de circuito como este es una buena idea.
Deje que el circuito se "caliente" durante unos minutos después de aplicar la tensión de alimentación, después de lo cual la lectura del amperímetro debería caer a valores muy bajos. Si la lectura del amperímetro es negativa, cambie el cable del sensor a la base de otro transistor e invierta la polaridad de la conexión del amperímetro. Si hay una caída de voltaje notable en las resistencias de 2,2 k, tal vez hasta un voltio, intente limpiar todo con solvente y secarlo por completo. Cuando la lectura del amperímetro sea baja y estable, lleve una fuente radiactiva, como una rejilla incandescente, a la ventana cubierta con papel de aluminio y la lectura debería aumentar rápidamente. Como dispositivo de medición, puede utilizar un voltímetro digital con una escala de hasta 1 V o un amperímetro con una escala de 100 μA. El medidor que se muestra a continuación ya tiene una escala graduada en unidades de radiactividad, y la lectura de aproximadamente 2,2 se debe a la exposición a la rejilla incandescente.
¡Este es un sensor simple considerando su sensibilidad! Un experimentador activo podría probar otros transistores, probablemente compuestos como el MPSA18, o incluso un amplificador operacional de corriente controlado por voltaje como el CA3080 con retroalimentación de bucle abierto.
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