静电传感器
零件和材料
- 一个 N 沟道结型场效应晶体管，推荐使用型号 2N3819 或 J309（Radio Shack 目录号 #276-2035 是型号 2N3819）
- 一节 6 伏电池
- 一个 100 kΩ 电阻器
- 一个发光二极管（Radio Shack 目录号 # 276-026 或同等产品）
- 塑料梳
本实验中使用的特定结场效应晶体管或 JFET 模型并不重要。 P 沟道 JFET 也可以使用，但不如 N 沟道晶体管流行。
请注意，并非所有晶体管都具有相同的端子名称或引脚 ，即使它们具有相同的外观。这将决定如何将晶体管连接在一起以及如何连接到其他组件，因此请务必查看制造商的规格（组件数据表），可从制造商的网站轻松获取。
请注意，晶体管的封装甚至制造商的数据表可能会显示不正确的端子识别图！强烈建议使用万用表的“二极管检查”功能仔细检查引脚标识。
关于如何使用万用表识别结型场效应晶体管端子的详细信息，请参阅本系列丛书半导体卷（第三卷）第5章。
交叉引用 电路课程 ，第 3 卷第 5 章：“结型场效应晶体管”
学习目标
- 如何将 JFET 用作开/关开关
- JFET 电流增益与双极晶体管有何不同
原理图
插图
说明
该实验与之前使用双极结型晶体管 (BJT) 作为开关器件来控制流经 LED 的电流的实验非常相似。在这个实验中，一个结型场效应晶体管 取而代之，显着提高了灵敏度。
构建此电路并用手触摸松散的电线末端（原理图和插图中以红色显示的电线，连接到 100 kΩ 电阻器）。简单地接触这根电线很可能会影响 LED 的状态。
这个电路是一个很好的静电传感器！如果还没有看到对光线的影响，请尝试将脚踩在地毯上，然后触摸电线末端。
要进行更可控的测试，请用一只手触摸电线，然后用另一只手的一根手指交替触摸电池的正极 (+) 和负极 (-) 端子。您的身体充当导体（尽管很差），在您触摸 JFET 的栅极端子时将它们连接到电池的任一端子。
记下哪个端子使 LED 点亮，哪个端子使 LED 熄灭。尝试将这种行为与您在半导体卷第 5 章中阅读的有关 JFET 的内容联系起来。
JFET 如此轻松地开启和关闭（需要如此少的控制电流）这一事实，正如通过您的身体传导控制电流而实现的完全开启和关闭控制所证明的那样，表明它具有多大的电流增益.通过 BJT“开关”实验，晶体管的栅极端子和电压源之间需要更加“牢固”的连接才能将其打开。
JFET 并非如此。事实上，仅仅存在静电就可以在远处打开和关闭它。为了进一步试验静电对该电路的影响，用塑料梳子梳理头发，然后在晶体管附近挥动梳子，观察对 LED 的影响。
用塑料物体梳理头发的动作会在梳子和身体之间产生高静电电压。这两个物体之间产生的强电场应该可以从很远的距离被这个电路检测到！
如果您想知道为什么没有 560 Ω“降压”电阻器来限制通过 LED 的电流，许多小信号 JFET 往往会自行将其受控电流限制在 LED 可接受的水平。例如，型号2N3819的典型饱和漏电流(IDSS)为10 mA，最大为20 mA。
由于大多数 LED 的额定正向电流为 20 mA，因此不需要降压电阻器来限制电路电流：JFET 本身就是这样做的。
工业技术