Датчик статического электричества
НЕОБХОДИМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- Один N-канальный полевой транзистор, рекомендуемые модели 2N3819 или J309
- Одна 6-вольтовая батарея
- Один резистор 100 кОм
- Один светодиод
- Пластмассовый гребешок
В схеме можно использовать модель транзистора с полевым переходом отличную от указанной. Можно также использовать Р-канальный полевой транзистор.
Имейте в виду, что на разных типах транзисторов может быть различная разводка выводов, даже если эти транзисторы выглядят идентично. От варианта цоколёвки будут зависеть соединения транзистора с другими компонентами схемы, поэтому следует предварительно ознакомиться со спецификациями производителя (листок технических данных), которые можно найти на веб-сайте производителя. Также рекомендуется провести дополнительную проверку цоколёвки с помощью мультиметра в режиме «проверки диодов». (Как идентифицировать выводы полевого транзистора с p-n переходом с помощью мультиметра).
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА
ИЛЛЮСТРАЦИЯ
ИНСТРУКЦИИ
Эта схема поможет вам разобраться, каким образом можно использовать транзистор в качестве переключающего устройства, управляющего подачей тока на светодиод. При использовании полевого транзистора чувствительность схемы возрастает в значительной степени.
Соберите схему и прикоснитесь рукой к концу свободного провода (отмеченного красным цветом на схеме и иллюстрации, и соединённого с резистором 100 кОм). Простое прикосновение к этому проводу должно оказать воздействие на состояние светодиода. Схема может использоваться в качестве датчика статического электричества! Если статус светодиода не изменился, то попробуйте потереть ноги о ковёр и затем вновь прикоснитесь к проводу.
Для проведения более управляемого эксперимента, прикоснитесь одной рукой к проводу, а одним пальцем другой руки прикасайтесь попеременно к положительному (+) и отрицательному (-) выводам батареи. Ваше тело будет выполнять функцию проводника (хотя и не очень хорошего), соединяя затвор транзистора с тем выводом батареи, к которому вы прикасаетесь. Запомните, какой вывод включает светодиод, а какой отключает его.
Тот факт, что полевой транзистор столь легко открывается и закрывается (т.е. требуется очень малый управляющий ток), о чём свидетельствует полный контроль над его состоянием посредством тока, протекающего по вашему телу, демонстрирует, сколь высок коэффициент усиления по току полевого транзистора. Если бы в схеме использовался биполярный транзистор, то для его включения потребовалось бы гораздо более «серьёзное» соединение между затвором и источником напряжения. А с полевым транзистором всё происходит совсем иначе. В действительности, полевой транзистор с p-n переходом может быть включён и выключен даже посредством находящегося на некотором расстоянии статического электричества.
Для проведения следующего эксперимента со статическим электричеством расчешите волосы пластмассовым гребешком и затем проведите гребешок несколько раз вблизи транзистора, и посмотрите на изменение состояния светодиода. При расчёсывании волос между пластмассовым предметом и вашим телом создаётся высокое статическое напряжение. Сильное электрическое поле между двумя объектами должно обнаруживаться схемой на значительном расстоянии!
Если вы удивлены тем, что в схеме отсутствует гасящий резистор 560 Ом, ограничивающий ток через светодиод, то это связано с тем, что при малых сигналах большая часть полевых транзистор имеет тенденцию к ограничению управляемого тока до приемлемого для работы светодиода уровня. Например, транзистор 2N3819 имеет ток насыщения стока (IDSS) 10 мА и максимальный – 20 мА. Поскольку номинальный прямой ток светодиодов обычно равен 20 мА, необходимость в гасящем резисторе отсутствует: ограничение тока осуществляется самим транзистором.