JFET 전류 조정기

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 2개

10kΩ 전위차계 1개, 단일 회전, 선형 테이퍼(Radio Shack 카탈로그 번호 271-1715)

1kΩ 저항 1개

10kΩ 저항 1개

1.5kΩ 저항 3개

이 실험을 위해서는 P 채널이 아니라 N 채널 JFET가 필요합니다! 실험에는 P 채널이 아니라 N 채널 JFET가 필요합니다!

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" 전기 회로의 교훈 , 3권, 3장:"다이오드 및 정류기"

학습 목표

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JFET를 전류 조정기로 사용하는 방법

JFET가 온도 변화에 상대적으로 영향을 받지 않는 방법

개략도

그림

지침

이 장의 앞부분에서 한 쌍의 BJT(바이폴라 접합 트랜지스터)를 사용하여 전류 미러를 형성하는 방법을 살펴보았습니다. , 한 트랜지스터가 다른 트랜지스터처럼 동일한 전류를 유지하려고 하면 다른 트랜지스터의 전류 레벨은 가변 저항에 의해 설정됩니다. 이 회로는 전류를 조절하는 동일한 작업을 수행하지만 두 개의 BJT 대신 단일 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET)를 사용합니다.

2개의 직렬 저항 R_adjust 및 R_한계 전류 레귤레이션 포인트를 설정하고 부하 저항과 그들 사이의 테스트 포인트는 부하 저항의 변화에도 불구하고 일정한 전류를 보여주는 역할만 합니다. 실험을 시작하려면 테스트 프로브를 TP4에 터치하고 이동 범위를 통해 전위차계를 조정합니다.

전위차계 메커니즘을 움직일 때 전류계에 표시된 작은 변화하는 전류가 표시되어야 합니다. 몇 밀리암페어 이하입니다. 전위차계를 밀리암페어 수를 제공하는 위치로 설정하고 미터의 검은색 테스트 프로브를 TP3으로 이동합니다.

현재 표시는 이전과 거의 동일해야 합니다. 프로브를 TP2로 이동한 다음 TP1로 이동합니다. 다시 말하지만 거의 변하지 않은 양의 전류가 표시되어야 합니다.

전위차계를 다른 위치로 조정하여 다른 전류 표시를 제공하고 미터의 검은색 프로브를 테스트 지점 TP1에서 TP4까지 터치하여 부하 저항을 변경할 때 전류 표시의 안정성을 확인합니다. 이는 현재 규제를 보여줍니다. 이 회로의 동작.

10kΩ 저항 끝에 있는 TP5는 부하 저항의 큰 변화를 도입하기 위해 제공됩니다. 전류계의 검은색 테스트 프로브를 해당 테스트 지점에 연결하면 14.5kΩ의 결합된 부하 저항이 제공되며, 이는 트랜지스터가 최대 조정 전류를 유지하기에는 너무 많은 저항이 됩니다.

여기서 설명하는 것을 경험하려면 검은색 테스트 프로브를 TP1에 터치하고 최대 전류에 대해 전위차계를 조정하십시오. 이제 검은색 테스트 프로브를 TP2, TP3, TP4로 이동합니다.

이러한 모든 테스트 포인트 위치에 대해 전류는 거의 일정하게 유지됩니다. 그러나 검은색 프로브를 TP5에 만지면 전류가 급격히 떨어집니다. 왜요? 이 수준의 부하 저항에서는 레귤레이션을 유지하기 위해 트랜지스터 전체에 전압 강하가 충분하지 않기 때문입니다.

즉, 트랜지스터는 회로 저항이 허용하는 것보다 더 많은 전류를 제공하려고 할 때 포화 상태가 됩니다. 검은색 테스트 프로브를 다시 TP1로 이동하고 최소 전류에 대한 전위차계를 조정합니다.

이제 검은색 테스트 프로브를 TP2, TP3, TP4, 마지막으로 TP5에 터치합니다. 이 모든 지점에서 현재 표시에 대해 무엇을 알 수 있습니까? 전류 레귤레이션 포인트가 더 낮은 값으로 조정되면 트랜지스터는 훨씬 더 넓은 범위의 부하 저항에 대해 레귤레이션을 유지할 수 있습니다.

BJT 전류 미러 회로의 중요한 주의 사항은 두 전류가 동일하려면 두 트랜지스터의 온도가 동일해야 한다는 것입니다. 그러나 이 회로에서 트랜지스터 온도는 거의 관련이 없습니다.

전류계로 부하 전류를 관찰하면서 트랜지스터를 가열하기 위해 손가락 사이에 트랜지스터를 쥐어 보십시오. 나중에 불어서 식혀보세요.

트랜지스터 매칭의 요구 사항이 제거되었을 뿐만 아니라(단 하나 트랜지스터), 그러나 전계 효과 트랜지스터의 상대적 열 내성으로 인해 열 효과도 거의 제거됩니다. 이 동작은 또한 전계 효과 트랜지스터가 열 폭주에 면역이 되도록 합니다. 바이폴라 접합 트랜지스터에 비해 결정적인 이점이 있습니다.

이 전류 조정기 회로의 흥미로운 응용 프로그램은 소위 정전류 다이오드입니다. . 3권의 "다이오드 및 정류기" 장에서 설명된 이 다이오드는 실제로 PN 접합 장치가 아닙니다. 대신 게이트와 소스 단자 사이에 고정 저항이 연결된 JFET입니다.

역 바이어스 전압으로 인한 손상으로부터 트랜지스터를 보호하기 위해 일반 PN 접합 다이오드가 JFET와 직렬로 포함되어 있지만 그렇지 않으면 이 장치의 전류 조절 기능이 전계 효과 트랜지스터에 의해 완전히 제공됩니다.

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

JFET 전류 조정기 vsource 1 0 rload 1 2 4.5k j1 2 0 3 mod1 rlimit 3 0 1k .model mod1 njf .dc vsource 6 12 0.1 .plot dc i(vsource) .end 

SPICE는 저항 값 "스위핑"을 허용하지 않으므로 광범위한 조건에서 이 회로의 전류 조절을 보여주기 위해 0.1볼트 단계로 소스 전압을 6볼트에서 12볼트로 스윕하기로 선택했습니다. 원하는 경우 rload를 설정할 수 있습니다. 다른 저항 값으로 변경하고 회로 전류가 일정하게 유지되는지 확인합니다.

rlimit 값이 1kΩ이면 조정된 전류는 291.8μA가 됩니다. 이 현재 수치는 거의 아닙니다. JFET 매개변수의 차이로 인해 실제 회로 전류와 동일해야 합니다.

많은 제조업체가 트랜지스터에 SPICE 모델 매개변수를 제공하며, 이는 .model에 입력할 수 있습니다. 보다 정확한 회로 시뮬레이션을 위해 netlist의 라인.

관련 워크시트:

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접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) 워크시트