Detektor Listrik Statis Sensitif Menggunakan Saklar JFET
BAHAN DAN MATERI
- Satu transistor junction field-effect (JFET) N-channel, seperti 2N3819 atau J309 (katalog Radio Shack #276-2035).
- Satu baterai 6 V.
- Satu resistor 100 kΩ.
- Satu dioda emissi cahaya (LED) (katalog Radio Shack #276-026 atau setara).
- Sisir plastik.
Model JFET spesifik fleksibel; perangkat P-channel juga dapat digunakan, meskipun transistor N-channel lebih umum.
Pinout transistor bervariasi bahkan di antara paket yang tampak identik. Selalu konsultasikan datasheet untuk penugasan pin yang akurat. Periksa kembali identitas pin dengan fungsi diode-check multimeter untuk menghindari kesalahan pemasangan.
Untuk panduan terperinci tentang mengidentifikasi terminal JFET dengan multimeter, lihat bab 5 dari seri Semiconductor Volume III.
REFERENSI SILANG Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Bab 5: “Transistor Junction Field-Effect.”
TUJUAN PEMBELAJARAN
- Memahami bagaimana JFET berfungsi sebagai saklar on/off.
- Membandingkan gain arus JFET dengan transistor bipolar.
DIAGRAM SKEMATIK
ILUSTRASI
INSTRUKSI
Membangun rangkaian ini sederhana, mencerminkan eksperimen saklar BJT sebelumnya tetapi mengganti perangkat bipolar dengan JFET. Hasilnya adalah detektor listrik statis yang jauh lebih sensitif.
Setelah rangkai, sentuh ujung kabel bebas (kabel merah dalam skematik dan ilustrasi) yang terhubung ke resistor 100 kΩ dengan tangan Anda. Bahkan sentuhan singkat seharusnya mengubah status LED.
Untuk efek yang lebih mencolok, berjalan di atas karpet untuk membangun muatan statis, lalu sentuh kabel. Jika tidak ada perubahan, gosokkan kaki Anda dengan lembut untuk meningkatkan muatan.
Uji terkontrol melibatkan menyentuh kabel dengan satu tangan sambil secara bergantian mengetuk terminal positif (+) dan negatif (–) baterai dengan jari tangan lainnya. Tubuh Anda berfungsi sebagai konduktor, menghubungkan gate JFET ke salah satu terminal baterai saat Anda beralih kontak.
Catat terminal mana yang menyala LED dan mana yang mematikannya. Hubungkan perilaku ini dengan karakteristik JFET yang dibahas dalam bab 5 dari volume Semikonduktor.
Kemudahan dengan JFET dapat dihidupkan dan dimatikan—memerlukan arus kontrol minimal—menyoroti kemampuan gain arus yang lebih baik dibandingkan saklar BJT. Gate JFET hanya membutuhkan perubahan tegangan yang sangat kecil, yang sering dapat dicapai melalui muatan statis tubuh Anda.
Karena JFET dapat dihidupkan dan dimatikan dari jarak jauh oleh medan statis, coba sikat rambut Anda dengan sisir plastik dan lamba sisir dekat dengan transistor. Medan tegangan tinggi yang dihasilkan seharusnya terdeteksi oleh rangkaian, secara terlihat mempengaruhi LED.
Banyak JFET sinyal kecil, seperti 2N3819, membatasi arus drain (I_DSS) sendiri ke sekitar 10 mA (maks 20 mA). Karena sebagian besar LED dirating untuk arus forward 20 mA, tidak diperlukan resistor seri tambahan; JFET secara alami membatasi arus ke tingkat yang aman.
