Датчик статического электричества

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Один полевой транзистор с N-канальным переходом, рекомендуется модель 2N3819 или J309 (в каталоге Radio Shack № 276-2035 - модель 2N3819)
• Одна батарея на 6 В
• Один резистор 100 кОм.
• Один светодиод (каталог Radio Shack № 276-026 или аналог).
• Пластиковая расческа

Конкретная модель полевого транзистора, или JFET, используемая в этом эксперименте, не является критичной. P-канальные полевые транзисторы также можно использовать, но они не так популярны, как N-канальные транзисторы.

Помните, что не все транзисторы имеют одинаковые обозначения клемм или распиновку . , даже если они имеют одинаковый внешний вид. От этого будет зависеть, как вы будете соединять транзисторы вместе и с другими компонентами, поэтому обязательно проверьте спецификации производителя (техническое описание компонентов), которые легко получить на веб-сайте производителя.

Помните, что на корпусе транзистора и даже в техническом паспорте производителя могут отображаться неправильные схемы идентификации клемм! Настоятельно рекомендуется дважды проверить идентификацию контактов с помощью функции «проверка диодов» мультиметра.

Для получения подробной информации о том, как идентифицировать выводы полевого транзистора с помощью мультиметра, обратитесь к главе 5 тома «Полупроводники» (том III) этой серии книг.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ Уроки электрических цепей , Том 3, глава 5:«Переходные полевые транзисторы»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Как JFET используется в качестве переключателя включения / выключения
• Чем усиление тока полевого транзистора отличается от усиления биполярного транзистора.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Этот эксперимент очень похож на предыдущий эксперимент с использованием биполярного переходного транзистора (BJT) в качестве переключающего устройства для управления током через светодиод. В этом эксперименте переходной полевой транзистор вместо этого используется, значительно улучшая чувствительность.

Соберите эту схему и прикоснитесь к свободному концу провода (провод, показанный красным на принципиальной схеме и на рисунке, подключенный к резистору 100 кОм) рукой. Простое прикосновение к этому проводу, скорее всего, повлияет на состояние светодиода.

Эта схема является прекрасным датчиком статического электричества! Попробуйте поцарапать ногами ковер, а затем дотронуться до конца проволоки, если свет еще не изменился.

Для более контролируемого теста коснитесь провода одной рукой и поочередно прикоснитесь к положительной (+) и отрицательной (-) клеммам батареи одним пальцем другой руки. Ваше тело действует как проводник (хотя и плохой), соединяя вывод затвора полевого транзистора с любым выводом батареи, когда вы касаетесь их.

Запишите, на какой клемме загорается светодиод, а на какой - гаснет. Попробуйте связать это поведение с тем, что вы читали о JFET в главе 5 тома «Полупроводники».

Тот факт, что полевой транзистор JFET так легко включается и выключается (требуя так мало управляющего тока), о чем свидетельствует полное включение и выключение, просто проводя управляющий ток через ваше тело, демонстрирует, насколько велик он имеет коэффициент усиления по току. . В эксперименте с «переключателем» BJT потребовалось гораздо более «прочное» соединение между выводом затвора транзистора и источником напряжения для его включения.

Но не так с JFET. Фактически, простое присутствие статического электричества может включать и выключать его на расстоянии. Чтобы продолжить эксперименты с воздействием статического электричества на эту схему, расчешите волосы пластиковой расческой, а затем помашите расческой возле транзистора, наблюдая за эффектом на светодиодах.

Расчесывание волос пластиковым предметом создает высокое статическое напряжение между расческой и вашим телом. Сильное электрическое поле, возникающее между этими двумя объектами, должно быть обнаружено этой схемой на значительном расстоянии!

Если вам интересно, почему нет «падающего» резистора 560 Ом для ограничения тока через светодиод, многие малосигнальные полевые транзисторы имеют тенденцию самостоятельно ограничивать свой контролируемый ток до уровня, приемлемого для светодиодов. Модель 2N3819, например, имеет типичный ток насыщения стока (I _DSS ) 10 мА и максимум 20 мА.

Поскольку большинство светодиодов рассчитаны на прямой ток 20 мА, нет необходимости в понижающем резисторе для ограничения тока цепи:JFET делает это внутренне.