Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Датчик статического электричества: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) (Новая страница: «{{Панель управления/Электроника}} {{Перевод от valemak}} {{Myagkij-редактор}} =Датчик статического электричества<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/static-electricity-sensor/ - Static Electricity Sensor]</ref>= == Оборудование и материалы == *Один полевой транзистор с N-канальным переходом,...») |
Нет описания правки |
||
| (не показаны 3 промежуточные версии 2 участников) | |||
| Строка 3: | Строка 3: | ||
{{Myagkij-редактор}} | {{Myagkij-редактор}} | ||
=Датчик статического электричества<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/static-electricity-sensor/ - Static Electricity Sensor]</ref>= | =Датчик статического электричества<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/static-electricity-sensor/ www.allaboutcircuits.com - Static Electricity Sensor]</ref>= | ||
== Оборудование и материалы == | == Оборудование и материалы == | ||
*Один полевой транзистор с N-канальным переходом, рекомендуется модель 2N3819 или J309 (в каталоге Radio Shack для №276-2035 указана модель 2N3819) | *Один [[полевой транзистор с N-канальным переходом]], рекомендуется модель [[2N3819]] или [[J309]] (в каталоге Radio Shack для №276-2035 указана модель [[2N3819]]) | ||
*Одна батарея 6 вольт | *Одна батарея 6 вольт | ||
*Один резистор 100 кОм | *Один [[резистор]] 100 кОм | ||
*Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | *Один [[светодиод]] (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | ||
*Пластиковая расчёска | *Пластиковая расчёска | ||
Не столь важна конкретная модель полевого транзистора (JFET), используемая в этом эксперименте. P-канальные JFET также можно использовать, но они не так популярны, как N-канальные транзисторы. | Не столь важна конкретная модель [[полевого транзистора]] ([[JFET]]), используемая в этом эксперименте. [[P-канальные JFET]] также можно использовать, но они не так популярны, как [[N-канальные транзисторы]]. | ||
Имейте в виду, что не все | Имейте в виду, что не все [[транзистор]]ы имеют одинаковые обозначения выводов, даже если они имеют одинаковый внешний вид. Это будет определять, как вы будете соединять транзисторы вместе и с другими [[компонент]]ами, поэтому обязательно ознакомьтесь со спецификацией (техническим описанием компонента), которые легко получить на веб-сайте производителя. | ||
Имейте в виду, что на упаковке | Имейте в виду, что на упаковке [[транзистор]]а и даже в техническом паспорте могут быть указаны неправильные схемы идентификации клемм! Настоятельно рекомендуется дважды проверить идентичность контактов с помощью функции проверки диодов вашего [[мультиметр]]а. | ||
Для получения подробной информации о том, как идентифицировать выводы полевых транзисторов с помощью | Для получения подробной информации о том, как идентифицировать выводы [[полевых транзисторов]] с помощью [[мультиметр]]а, обратитесь к главе 5 «Полевые транзисторы» тома «Полупроводники» (том III) этой серии книг. | ||
== Ссылки по теме == | == Ссылки по теме == | ||
| Строка 26: | Строка 26: | ||
== Цели эксперимента == | == Цели эксперимента == | ||
*Как JFET используется в качестве переключателя | *Как [[JFET]] используется в качестве переключателя | ||
*Чем коэффициент усиления по току JFET отличается от биполярного транзистора | *Чем коэффициент усиления по току [[JFET]] отличается от [[биполярного транзистора]] | ||
== Принципиальная схема == | == Принципиальная схема == | ||
| Строка 39: | Строка 39: | ||
== Ход эксперимента == | == Ход эксперимента == | ||
Этот эксперимент очень похож на [[Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Транзистор как переключатель|предыдущий]], где использовали биполярный транзистор (BJT) в качестве переключающего устройства для управления током, проходящим через светодиод. В этом эксперименте вместо BJT используется JFET, что значительно повышает чувствительность. | Этот эксперимент очень похож на [[Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Транзистор как переключатель|предыдущий]], где использовали [[биполярный транзистор]] ([[BJT]]) в качестве переключающего устройства для управления током, проходящим через светодиод. В этом эксперименте вместо [[BJT]] используется [[JFET]], что значительно повышает чувствительность. | ||
Соберите эту схему и коснитесь рукой свободного конца провода (провод, показанный красным на схеме и на иллюстрации, подключённый к | Соберите эту схему и коснитесь рукой свободного конца провода (провод, показанный красным на схеме и на иллюстрации, подключённый к [[резистор]]у 100 кОм). Простое прикосновение к этому проводу, скорее всего, повлияет на состояние [[светодиод]]а. | ||
Эта схема представляет собой прекрасный датчик статического электричества! Попробуйте пошарить ногами по ковру, а затем коснуться конца провода, если ещё не заметно какого-либо эффекта на светодиод. | Эта схема представляет собой прекрасный датчик [[статического электричества]]! Попробуйте пошарить ногами по ковру, а затем коснуться конца провода, если ещё не заметно какого-либо эффекта на [[светодиод]]. | ||
Для более контролируемого теста коснитесь провода одной рукой и попеременно коснитесь положительной {{Цвет текста|red|«+»}} и отрицательной {{Цвет текста|blue|«-»}} клеммы батареи одним пальцем другой руки. Ваше тело действует как проводник (хотя и плохой), соединяющий клемму затвора JFET с любой клеммой батареи, когда вы к ним прикасаетесь. | Для более контролируемого теста коснитесь провода одной рукой и попеременно коснитесь положительной {{Цвет текста|red|'''«+»'''}} и отрицательной {{Цвет текста|blue|'''«-»'''}} клеммы батареи одним пальцем другой руки. Ваше тело действует как проводник (хотя и плохой), соединяющий клемму затвора [[JFET]] с любой клеммой батареи, когда вы к ним прикасаетесь. | ||
Запишите, какая клемма включает светодиод, а какая выключает. Попробуйте связать это поведение с тем, что вы читали о JFET в главе 5 «[[Электроника:Полупроводники/Полевые транзисторы|Полевые транзисторы]]» тома «Полупроводники». | Запишите, какая клемма включает [[светодиод]], а какая выключает. Попробуйте связать это поведение с тем, что вы читали о [[JFET]] в главе 5 «[[Электроника:Полупроводники/Полевые транзисторы|Полевые транзисторы]]» тома «Полупроводники». | ||
Тот факт, что JFET так легко включается и выключается (требуется так мало управляющего тока), о чём свидетельствует полное управление включением/выключением просто за счёт пропускания управляющего тока через ваше тело, демонстрирует, насколько велико усиление по току. В [[Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Транзистор как переключатель|предыдущем эксперименте]] с BJT-«переключателем» для включения требовалось гораздо более «надёжное» соединение между клеммой затвора транзистора и источником напряжения. | Тот факт, что [[JFET]] так легко включается и выключается (требуется так мало управляющего тока), о чём свидетельствует полное управление включением/выключением просто за счёт пропускания управляющего тока через ваше тело, демонстрирует, насколько велико усиление по току. В [[Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Транзистор как переключатель|предыдущем эксперименте]] с BJT-«переключателем» для включения требовалось гораздо более «надёжное» соединение между клеммой затвора транзистора и источником напряжения. | ||
Но в случае с JFET другая история. На самом деле, простое наличие статического электричества может включать и выключать его на расстоянии. Чтобы ещё больше поэкспериментировать с влиянием статического электричества на эту схему, расчешите волосы пластиковой расчёской, а затем помашите расческой возле | Но в случае с [[JFET]] другая история. На самом деле, простое наличие статического электричества может включать и выключать его на расстоянии. Чтобы ещё больше поэкспериментировать с влиянием [[статического электричества]] на эту схему, расчешите волосы пластиковой расчёской, а затем помашите расческой возле [[транзистор]]а, наблюдая за эффектом на [[светодиод]]е. | ||
Расчёсывание волос пластиковым предметом создаёт высокое статическое напряжение между расчёской и вашим телом. Сильное электрическое поле, создаваемое между этими двумя объектами, должно обнаруживаться этой схемой на значительном расстоянии! | Расчёсывание волос пластиковым предметом создаёт высокое [[статическое напряжение]] между расчёской и вашим телом. Сильное [[электрическое поле]], создаваемое между этими двумя объектами, должно обнаруживаться этой схемой на значительном расстоянии! | ||
Если вам интересно, почему для ограничения тока, проходящего через светодиод, нет | Если вам интересно, почему для ограничения тока, проходящего через светодиод, нет [[резистор]]а 560 Ом, то многие полевые транзисторы с малым сигналом склонны к самоограничению контролируемого тока до уровня, приемлемого для [[светодиод]]ов. Модель [[2N3819]], например, имеет стандартный ток насыщения стока 10 мА (20 мА на максимуме). | ||
Поскольку большинство | Поскольку большинство [[светодиод]]ов рассчитаны на прямой ток 20 мА, нет необходимости в гасящем резисторе для ограничения тока цепи: по сути, [[JFET]] делает это сам. | ||
=См.также= | =См.также= | ||
=Внешние ссылки= | =Внешние ссылки= | ||
| Строка 66: | Строка 66: | ||
<references /> | <references /> | ||
{{Навигационная таблица/Электроника}} | {{Навигационная таблица/Портал/Электроника}} | ||
[[Категория:SPICE]] | [[Категория:SPICE]] | ||
Текущая версия от 21:54, 22 мая 2023
Датчик статического электричества[1]
Оборудование и материалы
- Один полевой транзистор с N-канальным переходом, рекомендуется модель 2N3819 или J309 (в каталоге Radio Shack для №276-2035 указана модель 2N3819)
- Одна батарея 6 вольт
- Один резистор 100 кОм
- Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог)
- Пластиковая расчёска
Не столь важна конкретная модель полевого транзистора (JFET), используемая в этом эксперименте. P-канальные JFET также можно использовать, но они не так популярны, как N-канальные транзисторы.
Имейте в виду, что не все транзисторы имеют одинаковые обозначения выводов, даже если они имеют одинаковый внешний вид. Это будет определять, как вы будете соединять транзисторы вместе и с другими компонентами, поэтому обязательно ознакомьтесь со спецификацией (техническим описанием компонента), которые легко получить на веб-сайте производителя.
Имейте в виду, что на упаковке транзистора и даже в техническом паспорте могут быть указаны неправильные схемы идентификации клемм! Настоятельно рекомендуется дважды проверить идентичность контактов с помощью функции проверки диодов вашего мультиметра.
Для получения подробной информации о том, как идентифицировать выводы полевых транзисторов с помощью мультиметра, обратитесь к главе 5 «Полевые транзисторы» тома «Полупроводники» (том III) этой серии книг.
Ссылки по теме
- «Уроки по электрическим цепям», том 3 «Полупроводники», глава 5: «Полевые транзисторы»
Цели эксперимента
- Как JFET используется в качестве переключателя
- Чем коэффициент усиления по току JFET отличается от биполярного транзистора
Принципиальная схема
Иллюстрации
Ход эксперимента
Этот эксперимент очень похож на предыдущий, где использовали биполярный транзистор (BJT) в качестве переключающего устройства для управления током, проходящим через светодиод. В этом эксперименте вместо BJT используется JFET, что значительно повышает чувствительность.
Соберите эту схему и коснитесь рукой свободного конца провода (провод, показанный красным на схеме и на иллюстрации, подключённый к резистору 100 кОм). Простое прикосновение к этому проводу, скорее всего, повлияет на состояние светодиода.
Эта схема представляет собой прекрасный датчик статического электричества! Попробуйте пошарить ногами по ковру, а затем коснуться конца провода, если ещё не заметно какого-либо эффекта на светодиод. Для более контролируемого теста коснитесь провода одной рукой и попеременно коснитесь положительной «+» и отрицательной «-» клеммы батареи одним пальцем другой руки. Ваше тело действует как проводник (хотя и плохой), соединяющий клемму затвора JFET с любой клеммой батареи, когда вы к ним прикасаетесь.
Запишите, какая клемма включает светодиод, а какая выключает. Попробуйте связать это поведение с тем, что вы читали о JFET в главе 5 «Полевые транзисторы» тома «Полупроводники».
Тот факт, что JFET так легко включается и выключается (требуется так мало управляющего тока), о чём свидетельствует полное управление включением/выключением просто за счёт пропускания управляющего тока через ваше тело, демонстрирует, насколько велико усиление по току. В предыдущем эксперименте с BJT-«переключателем» для включения требовалось гораздо более «надёжное» соединение между клеммой затвора транзистора и источником напряжения.
Но в случае с JFET другая история. На самом деле, простое наличие статического электричества может включать и выключать его на расстоянии. Чтобы ещё больше поэкспериментировать с влиянием статического электричества на эту схему, расчешите волосы пластиковой расчёской, а затем помашите расческой возле транзистора, наблюдая за эффектом на светодиоде.
Расчёсывание волос пластиковым предметом создаёт высокое статическое напряжение между расчёской и вашим телом. Сильное электрическое поле, создаваемое между этими двумя объектами, должно обнаруживаться этой схемой на значительном расстоянии!
Если вам интересно, почему для ограничения тока, проходящего через светодиод, нет резистора 560 Ом, то многие полевые транзисторы с малым сигналом склонны к самоограничению контролируемого тока до уровня, приемлемого для светодиодов. Модель 2N3819, например, имеет стандартный ток насыщения стока 10 мА (20 мА на максимуме).
Поскольку большинство светодиодов рассчитаны на прямой ток 20 мА, нет необходимости в гасящем резисторе для ограничения тока цепи: по сути, JFET делает это сам.
См.также
Внешние ссылки
