정전기 센서

부품 및 재료

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N-채널 접합 전계 효과 트랜지스터 1개, 모델 2N3819 또는 J309 권장(Radio Shack 카탈로그 # 276-2035는 모델 2N3819임)

6볼트 배터리 1개

100kΩ 저항 1개

발광 다이오드 1개(Radio Shack 카탈로그 번호 276-026 또는 동급)

플라스틱 빗

이 실험에 사용된 특정 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) 모델은 중요하지 않습니다. P-채널 JFET도 사용할 수 있지만 N-채널 트랜지스터만큼 인기가 없습니다.

모든 트랜지스터가 동일한 터미널 지정 또는 핀아웃을 공유하는 것은 아닙니다. , 동일한 외모를 공유하더라도. 이것은 트랜지스터를 함께 연결하고 다른 구성 요소에 연결하는 방법을 지시하므로 제조업체 웹 사이트에서 쉽게 구할 수 있는 제조업체 사양(구성 요소 데이터시트)을 확인하십시오.

트랜지스터의 패키지와 제조업체의 데이터시트에 잘못된 단자 식별 다이어그램이 표시될 수 있다는 점에 주의하십시오! 멀티미터의 "다이오드 검사" 기능으로 핀 ID를 다시 확인하는 것이 좋습니다.

멀티미터를 사용하여 접합 전계 효과 트랜지스터 단자를 식별하는 방법에 대한 자세한 내용은 이 책 시리즈의 반도체 볼륨(3권)의 5장을 참조하십시오.

상호 참조 전기 회로의 교훈 , 3권, 5장:"접합 전계 효과 트랜지스터"

학습 목표

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JFET를 켜기/끄기 스위치로 사용하는 방법

JFET 전류 이득이 바이폴라 트랜지스터와 어떻게 다른지

개략도

그림

지침

이 실험은 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 스위칭 소자로 사용하여 LED를 통해 흐르는 전류를 제어하는 ​​이전 실험과 매우 유사합니다. 이 실험에서 접합 전계 효과 트랜지스터 가 대신 사용되어 감도가 크게 향상되었습니다.

이 회로를 만들고 느슨한 전선 끝(100kΩ 저항에 연결된 회로도 및 그림에서 빨간색으로 표시된 전선)을 손으로 만지십시오. 이 와이어를 만지기만 해도 LED 상태에 영향을 미칠 수 있습니다.

이 회로는 정전기의 미세 센서를 만듭니다! 카펫에 발을 문지른 다음 아직 빛에 영향을 미치지 않으면 와이어 끝을 만지십시오.

보다 제어된 테스트를 위해 한 손으로 전선을 만지고 다른 손으로 한 손가락으로 배터리의 양극(+) 및 음극(-) 단자를 교대로 터치합니다. 당신의 몸은 전도체 역할을 하며(비록 좋지는 않지만) JFET의 게이트 단자를 만질 때 배터리의 어느 한 단자에 연결합니다.

LED를 켜는 단자와 LED를 끄는 단자를 기록해 두십시오. 반도체 책의 5장에서 JFET에 대해 읽은 내용과 이 동작을 연관시키십시오.

신체를 통한 제어 전류의 전도에 의한 완전한 온-오프 제어로 입증되는 바와 같이 JFET가 매우 쉽게 켜고 끌 수 있다는 사실(제어 전류가 거의 필요하지 않음)은 이것이 얼마나 큰 전류 이득을 가지고 있는지를 보여줍니다. . BJT "스위치" 실험에서는 트랜지스터의 게이트 단자와 전원을 켜기 위해 훨씬 더 "단단한" 연결이 필요했습니다.

JFET에서는 그렇지 않습니다. 사실, 정전기의 존재만으로도 멀리서 전원을 켜고 끌 수 있습니다. 이 회로에 대한 정전기 효과를 더 실험하려면 플라스틱 빗으로 머리를 빗고 트랜지스터 근처에서 빗을 흔들면서 LED에 미치는 영향을 관찰하십시오.

플라스틱 물체로 머리를 빗는 동작은 빗과 몸 사이에 높은 정전기 전압을 생성합니다. 이 두 물체 사이에 생성된 강한 전기장은 이 회로에 의해 상당한 거리에서 감지할 수 있어야 합니다!

LED를 통과하는 전류를 제한하기 위해 560Ω "강하" 저항이 없는 이유가 궁금한 경우 많은 소신호 JFET는 제어된 전류를 LED가 허용하는 수준으로 자체 제한하는 경향이 있습니다. 예를 들어 모델 2N3819는 일반적인 포화 드레인 전류(I_DSS ) 10mA 및 최대 20mA.

대부분의 LED는 20mA의 순방향 전류 정격이므로 회로 전류를 제한하기 위해 강하 저항기가 필요하지 않습니다. JFET는 본질적으로 이를 수행합니다.