흥미로운 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성. 계획, 설명

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흥미로운 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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바이폴라 트랜지스터의 입력 저항은 캐스케이드의 부하 저항, 이미 터 회로의 저항 저항 및 기본 전류 전달 계수에 따라 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 때로는 상대적으로 작아서 스테이지를 입력 신호 소스와 일치시키기 어렵게 만듭니다. 이 문제는 전계 효과 트랜지스터를 사용하면 완전히 사라집니다. 입력 저항은 수십에서 수백 메가 옴에 이릅니다. 전계 효과 트랜지스터에 대해 더 잘 알아보려면 제안된 실험을 수행하십시오.

전계 효과 트랜지스터의 특성에 대해 조금. 바이폴라와 마찬가지로 필드에는 XNUMX개의 전극이 있지만 게이트(베이스와 유사), 드레인(컬렉터), 소스(이미터)와 같이 다르게 호출됩니다. 바이폴라 전계 효과 트랜지스터와 유사하게 p-채널과 n-채널이 있는 다양한 "구조"가 있습니다. 바이폴라와 달리 pn 접합 형태와 절연 게이트로 게이팅할 수 있습니다. 우리의 실험은 첫 번째 실험에 관한 것입니다.

전계 효과 트랜지스터의 기본은 실리콘 판(게이트)이며, 여기에는 채널이라는 얇은 영역이 있습니다(그림 1a). 채널의 한쪽에는 드레인이 있고 다른쪽에는 소스가 있습니다. 양극 트랜지스터가 소스에 연결되고 GB2 전원 배터리의 음극 단자(그림 1, b)가 드레인에 연결되면 채널에 전류가 나타납니다. 이 경우 채널의 전도도는 최대입니다.

재미있는 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성

다른 전원 공급 장치 (GB1)를 소스 및 게이트 단자 (게이트에 더하기)에 연결하는 것이 좋습니다. 채널이 "좁아져"드레인-소스 회로의 저항이 증가하기 때문입니다. 이 회로의 전류는 즉시 감소합니다. 게이트와 소스 사이의 전압을 변경하면 드레인 전류가 조절됩니다. 또한 게이트 회로에는 전류가 없으며 드레인 전류는 소스와 게이트에 가해지는 전압에 의해 생성되는 전계(트랜지스터를 전계 효과 트랜지스터라고 하는 이유)에 의해 제어됩니다.

위의 내용은 p 채널 트랜지스터에 적용되지만 트랜지스터가 n 채널 트랜지스터인 경우 공급 및 제어 전압의 극성이 반전됩니다(그림 1, c).

대부분의 경우 금속 케이스에서 전계 효과 트랜지스터를 찾을 수 있습니다. 그런 다음 세 가지 주요 결론 외에도 설치 중에 구조의 공통 와이어에 연결되는 케이스 단자가있을 수도 있습니다.

전계 효과 트랜지스터의 매개 변수 중 하나는 초기 드레인 전류(Is 시작), 즉 트랜지스터 게이트에서 전압이 2일 때 드레인 회로의 전류입니다(그림 XNUMX에서 가변 저항 슬라이더는 하단에 있음). 회로에 따른 위치) 및 주어진 공급 전압에서.

저항 슬라이더를 회로 위로 부드럽게 움직이면 트랜지스터 게이트의 전압이 증가함에 따라 드레인 전류가 감소하고 (그림 2, b) 주어진 트랜지스터에 대해 결정된 전압에서 거의 XNUMX으로 떨어집니다. 이 순간에 해당하는 전압을 차단 전압(UZIots)이라고 합니다.

재미있는 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성

게이트 전압에 대한 드레인 전류의 의존성은 거의 직선에 가깝습니다. 드레인 전류의 임의의 증가를 게이트와 소스 사이의 전압 증가로 나누면 세 번째 매개 변수 인 특성 기울기 (S)를 얻습니다. 이 매개변수는 특성을 제거하거나 디렉토리에서 검색하지 않고도 쉽게 판별할 수 있습니다. 초기 드레인 전류를 측정 한 다음 게이트와 소스 사이에 전압이 1,5V 인 갈바니 셀을 연결하면 충분합니다 초기 드레인 전류에서 결과 드레인 전류를 빼고 나머지를 셀 전압으로 나눕니다. 볼트당 밀리암페어로 특성의 기울기를 얻을 수 있습니다.

전계 효과 트랜지스터의 기능에 대한 지식은 기본 출력 특성에 대한 지식을 보완합니다(그림 2, c). 여러 고정 게이트 전압에 대해 드레인과 소스 사이의 전압이 변경되면 제거됩니다. 드레인과 소스 사이의 특정 전압까지는 출력 특성이 비선형이고 상당한 전압 범위 이상에서는 거의 수평에 가깝다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

물론 게이트에 바이어스 전압을 공급하기 위한 별도의 전원 공급 장치는 실제 설계에서 사용되지 않습니다. 필요한 저항의 일정한 저항이 소스 회로에 포함될 때 바이어스가 자동으로 형성됩니다.

이제 문자 색인이 다른 KP103(p 채널 포함), KP303(n 채널 포함) 시리즈의 여러 전계 효과 트랜지스터를 선택하고 제공된 다이어그램을 사용하여 매개변수 결정을 연습합니다.

전계 효과 트랜지스터 - 터치 센서. "센서"라는 단어는 느낌, 감각, 지각을 의미합니다. 따라서 실험에서 전계 효과 트랜지스터가 출력 중 하나를 만지면 반응하는 민감한 요소로 작동한다고 가정할 수 있습니다.

예를 들어 KP3 시리즈와 같은 트랜지스터(그림 103) 외에도 모든 측정 범위의 저항계가 필요합니다. 아무 극성의 저항계 프로브를 드레인 및 소스 단자에 연결하십시오. 저항계 바늘은이 트랜지스터 회로의 작은 저항을 보여줍니다.

재미있는 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성

그런 다음 손가락으로 셔터 릴리즈를 터치합니다. 저항계 바늘은 저항이 증가하는 방향으로 급격히 벗어납니다. 이것은 전류의 유도가 게이트와 소스 사이의 전압을 변경했기 때문에 발생했습니다. 저항계에 의해 기록된 채널 저항이 증가했습니다.

게이트에서 손가락을 떼지 않은 상태에서 다른 손가락으로 소스 단자를 터치해 보십시오. 저항계 바늘은 원래 위치로 돌아갑니다. 결국 게이트는 암 섹션의 저항을 통해 소스에 연결된 것으로 판명되었습니다. 즉, 이러한 전극 사이의 제어 필드가 실제로 사라지고 채널이 전도성이되었음을 의미합니다.

전계 효과 트랜지스터의 이러한 특성은 터치 스위치, 버튼 및 스위치에 자주 사용됩니다.

전계 효과 트랜지스터 - 전계 표시기. 이전 실험을 약간 변경하십시오. 게이트 단자 (또는 본체)가있는 트랜지스터를 전원 소켓이나 작동하는 전기 제품의 전선에 최대한 가깝게 가져 오십시오. 효과는 이전 경우와 동일합니다. 저항계 바늘이 저항이 증가하는 방향으로 벗어납니다. 그것은 이해할 수 있습니다-트랜지스터가 반응하는 콘센트 근처 또는 전선 주위에 전기장이 형성됩니다.

유사한 용량에서 전계 효과 트랜지스터는 숨겨진 전기 배선 또는 새해 화환의 단선을 감지하는 장치 센서로 사용됩니다. 이 시점에서 전계 강도가 증가합니다.

주전원 전선 근처에 트랜지스터 표시기를 잡고 제품을 켜고 끕니다. 전기장의 변화는 저항계 바늘로 기록됩니다.

전계 효과 트랜지스터 - 가변 저항. 게이트와 소스 사이에 바이어스 전압 조정 회로를 연결한 후(그림 4) 다이어그램에 따라 저항 슬라이더를 낮은 위치로 설정합니다. 이전 실험에서와 같이 저항계 바늘은 드레인 소스 회로의 최소 저항을 기록합니다.

재미있는 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성

저항 슬라이더를 회로 위로 이동하면 저항계 판독값의 부드러운 변화(저항 증가)를 관찰할 수 있습니다. 전계 효과 트랜지스터는 게이트 회로의 저항 값에 관계없이 저항 변화 범위가 매우 넓은 가변 저항이 되었습니다. 저항계 연결의 극성은 중요하지 않지만 n 채널 트랜지스터(예: KP303 시리즈)를 사용하는 경우 갈바니 전지의 극성을 변경해야 합니다. 전계 효과 트랜지스터 - 전류 안정기.

이 실험을 수행하려면 (그림 5) 전압이 15 ... 18 mA 인 DC 소스가 필요합니다. 전계 효과 트랜지스터입니다.

재미있는 실험: 전계 효과 트랜지스터의 몇 가지 가능성

먼저 다이어그램에 표시된 저항 R5 및 R2의 값과 함께 트랜지스터에 대한 최소 공급 전압 (약 3V)의 공급에 해당하는 다이어그램에 따라 저항 슬라이더를 낮은 위치로 설정하십시오. . 저항 R1을 선택하여 (필요한 경우) 트랜지스터 드레인 회로의 전류를 1,8 ... 2,2 mA로 설정하십시오. 회로에서 저항 슬라이더를 위로 이동하여 드레인 전류의 변화를 관찰합니다. 일반적으로 동일하게 유지되거나 약간 증가할 수 있습니다. 즉, 공급 전압이 5에서 15 ... 18V로 변경되면 트랜지스터를 통과하는 전류는 자동으로 주어진 레벨로 유지됩니다(저항 R1에 의해). 또한 전류 유지의 정확도는 초기 설정 값에 따라 달라집니다. 값이 작을수록 정확도가 높아집니다. 그림 2에 표시된 주식 산출 특성을 분석하면 이러한 결론을 확인하는 데 도움이 될 것입니다. XNUMX, 인.

이러한 캐스케이드는 전류 소스 또는 전류 생성기라고 합니다. 다양한 디자인으로 만나보실 수 있습니다.

저자: B.Ivanov

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