Sensor Listrik Statis

BAGIAN DAN BAHAN

• Satu transistor efek medan sambungan N-channel, model 2N3819 atau J309 direkomendasikan (Katalog Radio Shack # 276-2035 adalah model 2N3819)
• Satu baterai 6 volt
• Satu resistor 100 kΩ
• Satu dioda pemancar cahaya (katalog Radio Shack # 276-026 atau yang setara)
• Sisir Plastik

Transistor efek medan persimpangan tertentu, atau JFET, model yang digunakan dalam percobaan ini tidak kritis. JFET saluran-P juga boleh digunakan tetapi tidak sepopuler transistor saluran-N.

Berhati-hatilah karena tidak semua transistor memiliki penunjukan terminal yang sama, atau pinout , bahkan jika mereka memiliki penampilan fisik yang sama. Ini akan menentukan bagaimana Anda menghubungkan transistor bersama-sama dan ke komponen lain, jadi pastikan untuk memeriksa spesifikasi pabrikan (lembar data komponen), yang mudah diperoleh dari situs web pabrikan.

Hati-hati bahwa mungkin saja paket transistor dan bahkan lembar data pabrikan menunjukkan diagram identifikasi terminal yang salah! Sangat disarankan untuk memeriksa ulang identitas pin dengan fungsi "pemeriksaan dioda" multimeter Anda.

Untuk detail tentang cara mengidentifikasi terminal transistor efek medan sambungan menggunakan multimeter, lihat bab 5 volume Semikonduktor (volume III) dari seri buku ini.

REFERENSI SILANG Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 3, bab 5:“Transistor Efek Medan Persimpangan”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Bagaimana JFET digunakan sebagai sakelar hidup/mati
• Bagaimana penguatan arus JFET berbeda dari transistor bipolar

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Percobaan ini sangat mirip dengan percobaan sebelumnya yang menggunakan transistor dwikutub (BJT) sebagai perangkat switching untuk mengontrol arus melalui LED. Dalam percobaan ini, sebuah transistor efek medan persimpangan digunakan sebagai gantinya, memberikan sensitivitas yang ditingkatkan secara dramatis.

Bangun sirkuit ini dan sentuh ujung kabel yang longgar (kabel yang ditunjukkan dengan warna merah pada diagram skematik dan dalam ilustrasi, terhubung ke resistor 100 kΩ) dengan tangan Anda. Cukup dengan menyentuh kabel ini kemungkinan akan berpengaruh pada status LED.

Sirkuit ini membuat sensor listrik statis yang bagus! Coba gores kaki Anda di atas karpet lalu sentuh ujung kabel jika belum ada efek cahaya yang terlihat.

Untuk pengujian yang lebih terkontrol, sentuh kabel dengan satu tangan dan sentuh terminal positif (+) dan negatif (-) baterai secara bergantian dengan satu jari tangan Anda yang lain. Tubuh Anda bertindak sebagai konduktor (meskipun buruk), menghubungkan terminal gerbang JFET ke salah satu terminal baterai saat Anda menyentuhnya.

Catat terminal mana yang membuat LED menyala dan mana yang membuat LED mati. Coba hubungkan perilaku ini dengan apa yang telah Anda baca tentang JFET di bab 5 volume Semikonduktor.

Fakta bahwa JFET dihidupkan dan dimatikan dengan sangat mudah (membutuhkan arus kontrol yang sangat sedikit), sebagaimana dibuktikan dengan kontrol on-and-off penuh hanya dengan konduksi arus kontrol melalui tubuh Anda, menunjukkan betapa besar gain arus yang dimilikinya. . Dengan eksperimen “saklar” BJT, koneksi yang jauh lebih “kokoh” antara terminal gerbang transistor dan sumber tegangan diperlukan untuk menyalakannya.

Tidak demikian dengan JFET. Bahkan, keberadaan listrik statis saja dapat menghidupkan dan mematikannya dari jarak jauh. Untuk bereksperimen lebih lanjut dengan efek listrik statis pada sirkuit ini, sikat rambut Anda dengan sisir plastik lalu lambaikan sisir di dekat transistor, lihat efeknya pada LED.

Tindakan menyisir rambut dengan benda plastik menciptakan tegangan statis yang tinggi antara sisir dan tubuh Anda. Medan listrik kuat yang dihasilkan antara dua objek ini seharusnya dapat dideteksi oleh sirkuit ini dari jarak yang signifikan!

Jika Anda bertanya-tanya mengapa tidak ada resistor "jatuh" 560 untuk membatasi arus melalui LED, banyak JFET sinyal kecil cenderung membatasi sendiri arus terkontrolnya ke tingkat yang dapat diterima oleh LED. Model 2N3819, misalnya, memiliki arus drain jenuh yang khas (I_DSS ) sebesar 10 mA dan maksimum 20 mA.

Karena sebagian besar LED diberi nilai arus maju 20 mA, tidak perlu resistor jatuh untuk membatasi arus rangkaian:JFET melakukannya secara intrinsik.