Experimentos interessantes: algumas possibilidades do transistor de efeito de campo. Esquema, descrição

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Sabe-se que a resistência de entrada de um transistor bipolar depende da resistência de carga da cascata, da resistência do resistor no circuito emissor e do coeficiente de transferência de corrente de base. Às vezes, é relativamente pequeno, dificultando a correspondência do palco com a fonte do sinal de entrada. Esse problema desaparece completamente se você usar um transistor de efeito de campo - sua resistência de entrada atinge dezenas e até centenas de megaohms. Para conhecer melhor o transistor de efeito de campo, faça os experimentos sugeridos.

Um pouco sobre as características do transistor de efeito de campo. Assim como o bipolar, o campo possui três eletrodos, mas eles são chamados de forma diferente: porta (semelhante à base), dreno (coletor), fonte (emissor). Por analogia com os transistores bipolares de efeito de campo, existem diferentes "estruturas": com um canal p e um canal n. Ao contrário dos bipolares, eles podem ser fechados na forma de uma junção pn e com uma porta isolada. Nossos experimentos dizem respeito ao primeiro deles.

A base do transistor de efeito de campo é uma placa de silício (porta), na qual existe uma área fina chamada de canal (Fig. 1a). De um lado do canal está o dreno, do outro - a fonte. Quando o transistor positivo é conectado à fonte e os terminais negativos da bateria de energia GB2 (Fig. 1, b) são conectados ao dreno, uma corrente elétrica aparece no canal. O canal, neste caso, tem uma condutividade máxima.

Experimentos divertidos: algumas possibilidades de um transistor de efeito de campo

Vale a pena conectar outra fonte de alimentação - GB1 - aos terminais source e gate (mais ao gate), pois o canal "estreita", causando aumento da resistência no circuito dreno-fonte. A corrente neste circuito diminui imediatamente. Ao alterar a tensão entre o portão e a fonte, a corrente de dreno é regulada. Além disso, não há corrente no circuito do gate, a corrente de dreno é controlada por um campo elétrico (por isso o transistor é chamado de transistor de efeito de campo), criado pela tensão aplicada à fonte e ao gate.

O acima se aplica a um transistor com um canal p, mas se o transistor estiver com um canal n, a polaridade das tensões de alimentação e controle é invertida (Fig. 1, c).

Na maioria das vezes, você pode encontrar um transistor de efeito de campo em uma caixa de metal - então, além das três conclusões principais, ele também pode ter um terminal de caixa que, durante a instalação, é conectado a um fio comum da estrutura.

Um dos parâmetros do transistor de efeito de campo é a corrente de dreno inicial (está começando), ou seja, a corrente no circuito de dreno com tensão zero na porta do transistor (na Fig. 2, o controle deslizante do resistor variável está na parte inferior posição de acordo com o circuito) e a uma dada tensão de alimentação.

Se você mover suavemente o controle deslizante do resistor para cima no circuito, à medida que a tensão na porta do transistor aumenta, a corrente de dreno diminui (Fig. 2, b) e, a uma tensão determinada para um determinado transistor, cairá para quase zero. A tensão correspondente a este momento é chamada de tensão de corte (UZIots).

Experimentos divertidos: algumas possibilidades de um transistor de efeito de campo

A dependência da corrente de dreno na tensão do portão é bem próxima de uma linha reta. Se tomarmos um aumento arbitrário na corrente de dreno e dividirmos pelo aumento correspondente na tensão entre o portão e a fonte, obtemos o terceiro parâmetro - a inclinação da característica (S). Este parâmetro é fácil de determinar sem remover as características ou procurá-lo no diretório. Basta medir a corrente de dreno inicial e, em seguida, conectar, digamos, uma célula galvânica com tensão de 1,5 V entre o portão e a fonte. Subtraia a corrente de dreno resultante da inicial e divida o restante pela tensão da célula - você obterá a inclinação da característica em miliamperes por volt.

O conhecimento das características do transistor de efeito de campo complementará o conhecimento de suas características de saída padrão (Fig. 2, c). Eles são removidos quando a tensão entre o dreno e a fonte muda para várias tensões de porta fixas. É fácil ver que até uma certa tensão entre o dreno e a fonte, a característica de saída é não linear e, em uma faixa significativa de tensão, é quase horizontal.

Obviamente, uma fonte de alimentação separada não é usada em projetos reais para fornecer tensão de polarização ao gate. A polarização é formada automaticamente quando um resistor constante da resistência necessária é incluído no circuito da fonte.

E agora pegue vários transistores de efeito de campo da série KP103 (com canal p), KP303 (com canal n) com diferentes índices de letras e pratique a determinação de seus parâmetros usando os diagramas fornecidos.

Transistor de efeito de campo - sensor de toque. A palavra "sensor" significa sentimento, sensação, percepção. Portanto, podemos supor que em nosso experimento o transistor de efeito de campo atuará como um elemento sensível que reage ao toque em uma de suas saídas.

Além do transistor (Fig. 3), por exemplo, qualquer um da série KP103, você precisará de um ohmímetro com qualquer faixa de medição. Conecte as sondas do ohmímetro em qualquer polaridade aos terminais de dreno e fonte - a agulha do ohmímetro mostrará uma pequena resistência deste circuito de transistor.

Experimentos divertidos: algumas possibilidades de um transistor de efeito de campo

Em seguida, toque no disparador com o dedo. A agulha do ohmímetro se desviará acentuadamente na direção do aumento da resistência. Isso aconteceu porque a indução de corrente elétrica alterou a tensão entre a porta e a fonte. A resistência do canal aumentou, o que foi registrado pelo ohmímetro.

Sem retirar o dedo do portão, tente tocar o terminal de origem com outro dedo. A agulha do ohmímetro voltará à sua posição original - afinal, o portão acabou sendo conectado pela resistência da seção do braço à fonte, o que significa que o campo de controle entre esses eletrodos praticamente desapareceu e o canal tornou-se condutor.

Essas propriedades dos transistores de efeito de campo são frequentemente usadas em chaves de toque, botões e chaves.

Transistor de efeito de campo - indicador de campo. Altere um pouco o experimento anterior - aproxime o transistor com o terminal de porta (ou corpo) o mais próximo possível da tomada ou do fio de um aparelho elétrico em funcionamento incluído nele. O efeito será o mesmo do caso anterior - a agulha do ohmímetro se desviará na direção do aumento da resistência. É compreensível - um campo elétrico é formado próximo à saída ou ao redor do fio, ao qual o transistor reagiu.

Em uma capacidade semelhante, um transistor de efeito de campo é usado como um sensor de dispositivo para detectar fiação elétrica oculta ou uma quebra de fio em uma guirlanda de Ano Novo - nesse ponto, a intensidade do campo aumenta.

Segurando o indicador de transistor próximo ao fio de alimentação, tente ligar e desligar o aparelho. Uma mudança no campo elétrico será registrada por uma agulha do ohmímetro.

Transistor de efeito de campo - resistor variável. Depois de conectar o circuito de ajuste de tensão de polarização entre o portão e a fonte (Fig. 4), coloque o controle deslizante do resistor na posição inferior de acordo com o diagrama. A agulha do ohmímetro, como nos experimentos anteriores, registrará a resistência mínima do circuito dreno-fonte.

Experimentos divertidos: algumas possibilidades de um transistor de efeito de campo

Ao mover o controle deslizante do resistor para cima no circuito, você pode observar uma mudança suave nas leituras do ohmímetro (aumento da resistência). O transistor de efeito de campo tornou-se um resistor variável com uma faixa muito ampla de mudanças de resistência, independentemente do valor do resistor no circuito de porta. A polaridade de conexão do ohmímetro não importa, mas a polaridade de ligar a célula galvânica terá que ser alterada se for usado um transistor de canal n, por exemplo, qualquer um da série KP303. Transistor de efeito de campo - estabilizador de corrente.

Para realizar este experimento (Fig. 5), você precisará de uma fonte DC com tensão de 15 ... 18 mA, sim, transistor de efeito de campo.

Experimentos divertidos: algumas possibilidades de um transistor de efeito de campo

Primeiro, coloque o controle deslizante do resistor na posição inferior de acordo com o diagrama, correspondendo ao fornecimento de uma tensão de alimentação mínima ao transistor - cerca de 5 V, com os valores dos resistores R2 e R3 indicados no diagrama . Ao selecionar o resistor R1 (se necessário), defina a corrente no circuito de drenagem do transistor para 1,8 ... 2,2 mA. Ao mover o controle deslizante do resistor para cima no circuito, observe a mudança na corrente de dreno. Pode acontecer que geralmente permaneça o mesmo ou aumente ligeiramente. Em outras palavras, quando a tensão de alimentação muda de 5 para 15 ... 18 V, a corrente através do transistor será mantida automaticamente em um determinado nível (pelo resistor R1). Além disso, a precisão de manter a corrente depende do valor inicialmente definido - quanto menor, maior a precisão. Uma análise das características de produção de estoque mostradas na Fig. 2 ajudará a confirmar essa conclusão. XNUMX, em.

Essa cascata é chamada de fonte de corrente ou gerador de corrente. Pode ser encontrado em uma ampla variedade de designs.

Autor: B.Ivanov

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