静電気センサー

部品と材料

• 1つのNチャネル接合型電界効果トランジスタ、モデル2N3819またはJ309を推奨（Radio Shackカタログ番号276-2035はモデル2N3819です）
• 6ボルトのバッテリー1個
• 1つの100kΩ抵抗
• 1つの発光ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-026または同等のもの）
• プラスチックコーム

この実験で使用された特定の接合型電界効果トランジスタ（JFET）モデルは重要ではありません。 PチャネルJFETも使用できますが、Nチャネルトランジスタほど一般的ではありません。

すべてのトランジスタが同じ端子指定またはピン配置を共有しているわけではないことに注意してください。 、同じ外観を共有している場合でも。これにより、トランジスタを相互に接続する方法や他のコンポーネントに接続する方法が決まります。製造元のWebサイトから簡単に入手できる製造元の仕様（コンポーネントデータシート）を確認してください。

トランジスタのパッケージやメーカーのデータシートでさえ、誤った端子識別図を示す可能性があることに注意してください。マルチメータの「ダイオードチェック」機能を使用してピンのIDを再確認することを強くお勧めします。

マルチメータを使用して接合型電界効果トランジスタ端子を識別する方法の詳細については、この本シリーズの半導体ボリューム（ボリュームIII）の第5章を参照してください。

相互参照 電気回路の教訓 、第3巻、第5章：「接合電界効果トランジスタ」

学習目標

• JFETをオン/オフスイッチとして使用する方法
• JFET電流利得とバイポーラトランジスタの違い

回路図

イラスト

手順

この実験は、LEDを流れる電流を制御するためのスイッチングデバイスとしてバイポーラ接合トランジスタ（BJT）を使用した以前の実験と非常によく似ています。この実験では、接合型電界効果トランジスタ 代わりにが使用され、感度が大幅に向上します。

この回路を構築し、緩いワイヤーの端（概略図と図で赤で示されている、100kΩの抵抗に接続されているワイヤー）に手で触れます。このワイヤーに触れるだけで、LEDのステータスに影響を与える可能性があります。

この回路は静電気の細かいセンサーになります！まだ光への影響が見られない場合は、カーペットに足をこすりつけてから、ワイヤーの端に触れてみてください。

より制御されたテストを行うには、片方の手でワイヤーに触れ、もう一方の手の片方の指でバッテリーのプラス（+）端子とマイナス（-）端子に交互に触れます。あなたの体は導体として機能し（貧弱なものではありますが）、JFETのゲート端子をバッテリーのいずれかの端子に接触させて接続します。

どの端子がLEDをオンにし、どの端子がLEDをオフにするかをメモします。この動作を、半導体ボリュームの第5章でJFETについて読んだ内容と関連付けてみてください。

JFETのオンとオフが非常に簡単に（必要な制御電流が非常に少ない）、身体に制御電流を流すだけで完全なオンとオフを制御できることからもわかるように、JFETの電流ゲインが非常に大きいことがわかります。 。 BJTの「スイッチ」実験では、トランジスタをオンにするために、トランジスタのゲート端子と電圧源の間にはるかに「強固な」接続が必要でした。

JFETではそうではありません。実際、静電気が存在するだけで、離れた場所でオンとオフを切り替えることができます。この回路への静電気の影響をさらに実験するには、プラスチック製の櫛で髪を磨いてから、トランジスタの近くで櫛を振って、LEDへの影響を確認します。

髪をプラスチックの物体でとかす動作により、櫛と体の間に高い静電圧が発生します。これら2つの物体の間に発生する強い電界は、この回路によってかなりの距離から検出できるはずです！

LEDを流れる電流を制限するための560Ωの「ドロップ」抵抗がないのはなぜか疑問に思われる場合、多くの小信号JFETは、制御電流をLEDが許容できるレベルに自己制限する傾向があります。たとえば、モデル2N3819には、一般的な飽和ドレイン電流（I _DSS ）10mAおよび最大20mA。

ほとんどのLEDの定格は20mAの順方向電流であるため、回路電流を制限するためにドロップ抵抗は必要ありません。JFETが本質的にそれを行います。