Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Датчик статического электричества

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Датчик статического электричества[1]

Оборудование и материалы

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

Цели эксперимента

Принципиальная схема

Рис. 1. Схематическая диаграмма: полевой транзистор (JFET) в качестве переключателя.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: полевой транзистор (JFET) в качестве переключателя.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: полевой транзистор (JFET) в качестве переключателя.
Рис. 2. Иллюстрация: полевой транзистор (JFET) в качестве переключателя.

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