Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

Коментарі до статті

Відомо, що вхідний опір біполярного транзистора залежить від опору навантаження каскаду, опору резистора ланцюга емітера і коефіцієнта передачі струму бази. Часом воно буває порівняно невеликим, ускладнюючи узгодження каскаду із джерелом вхідного сигналу. Ця проблема повністю відпадає, якщо використовувати польовий транзистор - його вхідний опір досягає десятків і навіть сотень мегаом. Щоб познайомитися з польовим транзистором, проробіть запропоновані експерименти.

Трохи про характеристики польового транзистора. Як і в біполярного, у польового три електроди, але називають їх інакше: затвор (аналогічний базі), стік (колектор), витік (емітер). За аналогією з біполярними польові транзистори бувають різної "структури": з р-каналом та n-каналом. На відміну від біполярних вони можуть бути із затвором у вигляді pn переходу та із ізольованим затвором. Наші експерименти торкнуться перших із них.

Основою польового транзистора служить пластина кремнію (затвор), де є тонка область, звана каналом (рис. 1,а). З одного боку каналу розташований стік, з іншого - витік. При підключенні до початку транзистора плюсового, а до стоку мінусового виводу батареї живлення GB2 (рис. 1, б) в каналі виникає електричний струм. Канал у цьому випадку має максимальну провідність.

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора

Варто підключити ще одне джерело живлення - GB1 - до висновків витоку та затвора (плюсом до затвора), як канал "звужується", викликаючи збільшення опору в ланцюзі сток-виток. Відразу ж зменшується струм у цьому ланцюзі. Зміною напруги між затвором та витоком регулюють струм стоку. Причому в ланцюзі затвора струму немає, керування струмом стоку здійснюється електричним полем (ось чому транзистор називають польовим), створюваним прикладеним до початку і затвора напругою.

Сказане відноситься до транзистора з р-каналом, якщо ж транзистор з n-каналом, полярність напруги, що живить і управляє, змінюється на зворотну (рис. 1, в).

Найчастіше можна зустріти польовий транзистор у металевому корпусі - тоді, крім трьох основних висновків, він може бути і виведення корпусу, який при монтажі з'єднують із загальним проводом конструкції.

Один з параметрів польового транзистора - початковий струм стоку (Iс поч ), тобто струм у ланцюгу стоку при нульовій напрузі на затворі транзистора (на рис. 2,а движок змінного резистора в нижньому за схемою положенні) і при заданій напрузі живлення.

Якщо плавно переміщати двигун резистора вгору за схемою, то в міру зростання напруги на затворі транзистора струм стоку зменшується (рис. 2, б) і при певному для цього транзистора напрузі знизиться практично до нуля. Напруга, що відповідає цьому моменту, називають напругою відсічення (UЗІотс).

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора

Залежність струму стоку від напруги на затворі досить близька до прямої лінії. Якщо на ній взяти довільне збільшення струму стоку і поділити його на відповідне збільшення напруги між затвором і витоком, отримаємо третій параметр - крутість характеристики (S). Цей параметр неважко визначити без зняття характеристики чи пошуку їх у довіднику. Достатньо виміряти початковий струм стоку, а потім підключити між затвором і витоком, скажімо, гальванічний елемент напругою 1,5 В. Віднімете струм стоку, що вийшов, з початкового і ділите залишок на напругу елемента - отримаєте значення крутості характеристики в міліамперах на вольт.

Знання особливостей польового транзистора доповнить знайомство з його стоковими вихідними характеристиками (рис. 2, в). Знімають їх при зміні напруги між стоком та витоком для декількох фіксованих напруг на затворі. Неважко помітити, що до певної напруги між стоком та витоком вихідна характеристика нелінійна, а потім у значних межах напруги практично горизонтальна.

Звичайно, для подачі напруги зсуву на затвор окреме джерело живлення в реальних конструкціях не застосовують. Усунення утворюється автоматично при включенні в ланцюг початку постійного резистора необхідного опору.

А тепер підберіть кілька польових транзисторів серій КП103 (з р-каналом), КП303 (з n-каналом) з різними літерними індексами та потренуйтеся у визначенні їхніх параметрів, користуючись наведеними схемами.

Польовий транзистор - сенсорний датчик. Слово " сенсор " означає почуття, відчуття, сприйняття. Тому можемо вважати, що в нашому експерименті польовий транзистор виступатиме в ролі чутливого елемента, що реагує на дотик одного з його висновків.

Крім транзистора (рис. 3), наприклад, будь-якого із серії КП103, знадобиться омметр із будь-яким діапазоном вимірювань. Підключіть щупи омметра у будь-якій полярності до висновків стоку та витоку – стрілка омметра покаже невеликий опір цього ланцюга транзистора.

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора

Потім торкніться пальцем затвора. Стрілка омметра різко відхилиться у бік збільшення опору. Сталося це тому, що наведення електричного струму змінили напругу між затвором та витоком. Збільшився опір каналу, який і зафіксував омметр.

Не забираючи пальця від затвора, спробуйте торкнутися іншим пальцем виведення витоку. Стрілка омметра повернеться в початкове положення - адже затвор виявився з'єднаним через опір ділянки руки з витоком, а отже, поле між цими електродами, що управляє, практично зникло і канал став струмопровідним.

Ці властивості польових транзисторів нерідко використовують у сенсорних вимикачах, кнопках та перемикачах.

Польовий транзистор – індикатор поля. Трохи змініть попередній експеримент - наблизьте транзистор виведенням затвора (або корпусом) можливо ближче до розетки або включеного в неї проводу працюючого електроприладу. Ефект буде той самий, що й у попередньому випадку – стрілка омметра відхилиться у бік збільшення опору. Воно і зрозуміло - поблизу розетки або навколо дроту утворюється електричне поле, на яке зреагував транзистор.

У подібній якості польовий транзистор використовується як датчик пристроїв для виявлення прихованої електропроводки або місця обриву дроту в новорічній гірлянді - напруженість поля зростає в цій точці.

Утримуючи транзистор-індикатор поблизу мережного дроту, спробуйте увімкнути та вимкнути електроприлад. Зміна електричного поля зафіксує стрілку омметра.

Польовий транзистор – змінний резистор. Підключивши між затвором та витоком ланцюг регулювання напруги зміщення (рис. 4), встановіть двигун резистора у нижнє за схемою положення. Стрілка омметра, як і попередніх експериментах, зафіксує мінімальний опір ланцюга сток-исток.

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора

Переміщаючи двигун резистора вгору за схемою, можна спостерігати плавне зміна показань омметра (збільшення опору). Польовий транзистор перетворився на змінний резистор з дуже широким діапазоном зміни опору незалежно від номіналу резистора ланцюга затвора. Полярність підключення омметра значення не має, а ось полярність включення гальванічного елемента доведеться змінити, якщо використовуватиметься транзистор з n-каналом, наприклад, будь-який із серії КП303. Польовий транзистор – стабілізатор струму.

Для проведення цього експерименту (рис. 5) знадобиться джерело постійного струму напругою 15...18 (чотири послідовно з'єднані батареї 3336 або мережевий блок живлення), змінний резистор опором 10 або 15 кОм, два постійних резистора, міліамперметр з межею вимірювання 3- 5 мА, і польовий транзистор.

Цікаві експерименти: деякі можливості польового транзистора

Спочатку встановіть двигун резистора в нижнє за схемою положення, відповідне подачі на транзистор мінімальної напруги живлення - близько 5 В при вказаних на схемі номіналах резисторів R2 і R3. Підбором резистора R1 (якщо це знадобиться) встановіть струм у ланцюзі стоку транзистора 1,8...2,2 мА. Переміщаючи двигун резистора вгору за схемою, спостерігайте за зміною струму стоку. Може статися, що він взагалі залишиться колишнім або трохи збільшиться. Інакше кажучи, при зміні напруги живлення від 5 до 15...18 В струм через транзистор буде автоматично підтримуватися на заданому (резистором R1) рівні. Причому точність підтримки струму залежить від спочатку встановленого значення - що воно менше, тим вища точність. Утвердитись у цьому висновку допоможе аналіз стокових вихідних характеристик, наведених на рис. 2, ст.

Подібний каскад називають джерелом струму чи генератором струму. Його можна зустріти у найрізноманітніших конструкціях.

Автор: Б.Іванов

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

3-портовий зарядний пристрій HTC 65W GaN 30.11.2023

Компанія HTC вивела на ринок свою нову розробку - 3-портовий зарядний пристрій з використанням технології нітриду галію та потужністю 65 Вт.

HTC 65W Gallium Nitride (GaN) є передовим зарядним пристроєм, поєднуючи в собі високу потужність, багатофункціональність портів і технологічну сумісність. Його поява продемонстрована прагненням компанії до інновацій у сфері зарядних пристроїв.

HTC 65W Gallium Nitride (GaN) доступно в двох кольорах - чорному і білому, має інноваційний механізм підключення і включає два порти USB Type-C і один порт USB Type-A.

Порти USB Type-C надають комбіновану вихідну потужність 45 Вт та 20 Вт відповідно, у той час як загальна потужність для всіх трьох портів становить 45 Вт, 7.5 Вт та 7.5 Вт відповідно.

Особливість порту USB Type-C полягає у підтримці п'яти різних рівнів напруги зарядки: 55 В/3 А (15 Вт), 9 В/3 А (27 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 15 В/3 А (45 Вт) та 20 В/3.25 А (65 Вт).

Порт USB Type-A забезпечує шість рівнів зарядки: 4.5 В/5 А (22.5 Вт), 5 В/4.5 А (22.5 Вт), 9 В/3 А (27 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 15 В/3 А (45 Вт) та 20 В/3 А (60 Вт).

Цей зарядний пристрій сумісний з різними зарядними протоколами, включаючи PD3.0, PD2.0, PPS, QC3.0, QC2.0, ACF, SCP і MTK. При цьому його компактні розміри становлять 68 х 41 х 31 мм, а вага - всього 116.23 грама.

Інші цікаві новини:

▪ Голосування у світі тварин

▪ У кукурудзи є мозок

▪ Мікросхема монітора струму/потужності

▪ ТБ шкодить мозку

▪ Планшет Asus ExpertBook B3

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Металошукачі. Добірка статей

▪ стаття Ернест Міллер Хемінгуей. Знамениті афоризми

▪ стаття Чому Жигулі для продажу в Європі перейменували на Ладу? Детальна відповідь

▪ стаття Технік-дефектоскопіст з магнітного та ультразвукового контролю. Типова інструкція з охорони праці