JFET gjeldende regulator

Misha Glenny investigates global crime networks (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

JFET gjeldende regulator

Kapittel 5 - Diskrete halvlederkretser


DELER OG MATERIALER

  • En N-kanal kryssfelt-effekt transistor, modeller 2N3819 eller J309 anbefales (Radio Shack katalog # 276-2035 er modellen 2N3819)
  • To 6 volt batterier
  • Ett 10 kΩ potensiometer, enkeltsving, lineær konisk (Radio Shack katalog # 271-1715)
  • En 1 kΩ motstand
  • En 10 kΩ motstand
  • Tre 1, 5 kΩ motstander

For dette eksperimentet trenger du et N-kanal JFET, ikke et P-kanal! -Experiment, du trenger en N-kanal JFET, ikke en P-kanal!

Vær oppmerksom på at ikke alle transistorer deler de samme terminalbetegnelsene, eller pinouts, selv om de har samme fysiske utseende. Dette vil diktere hvordan du kobler transistorene sammen og til andre komponenter, så sørg for å sjekke produsentens spesifikasjoner (komponentdatablad), enkelt hentet fra produsentens nettsted. Pass på at det er mulig for transistorens pakke og til og med produsentens dataark for å vise feil terminalidentifikasjonsdiagrammer! Dobbeltsjekkingspinneidentifikasjoner med multimeterens "diode check" -funksjon anbefales sterkt. For detaljer om hvordan du identifiserer kryssfelt-effekt-transistorterminaler med et multimeter, se kapittel 5 i halvledervolumet (volum III) i denne bokserien.

KRYSS-REFERANSER

Leksjoner i elektriske kretser, bind 3, kapittel 5: "Kryssfelt-effekt-transistorer"

Leksjoner i elektriske kretser, volum 3, kapittel 3: "Dioder og likerettere"

LÆRINGSMÅL

  • Slik bruker du en JFET som en gjeldende regulator
  • Hvordan JFET er relativt immun mot endringer i temperatur

SCHEMATISK DIAGRAM

ILLUSTRASJON

BRUKSANVISNING

Tidligere i dette kapittelet så du hvordan et par bipolare kryssetransistorer (BJTs) kunne brukes til å danne et nåværende speil, hvor en transistor ville forsøke å opprettholde den samme strømmen gjennom den som om den andre, er den annenes nåværende nivå etablert av en variabel motstand. Denne kretsen utfører samme oppgave å regulere strømmen, men bruker en enkelt kryssfelt-effekt transistor (JFET) i stedet for to BJTer.

De to seriemotstandene R justere og R- grensen innstiller det nåværende reguleringspunktet, mens lastmotstandene og testpunktene mellom dem bare tjener til å demonstrere konstant strøm til tross for endringer i lastmotstand.

For å starte forsøket, berør testproben til TP4 og juster potensiometeret gjennom reisen. Du bør se en liten, endringsstrøm som er indikert av ammeteret ditt når du beveger potensiometermekanismen: ikke mer enn noen få milliameter. La potensiometeret settes til en posisjon som gir et rundt antall milliampere og flytt målerenes sorte testprobe til TP3. Den nåværende indikasjonen skal være omtrent det samme som før. Flytt sonden til TP2, deretter TP1. Igjen, bør du se en nesten uendret mengde strøm. Prøv å justere potensiometeret til en annen posisjon, gi en annen aktuell indikasjon, og berør apparatets sorte sonde for å teste poeng TP1 gjennom TP4, og noter stabiliteten til de aktuelle indikasjonene når du endrer lastmotstanden. Dette demonstrerer den nåværende reguleringsegenskapen til denne kretsen.

TP5, på enden av en 10 kΩ motstand, er tilveiebrakt for å innføre en stor forandring i lastmotstanden. Hvis du kobler den sorte testmåleren til ammeteret til det testpunktet, får du en kombinert lastmotstand på 14, 5 kΩ, noe som vil være for mye motstand for transistoren for å opprettholde maksimal regulert strøm gjennom. For å oppleve hva jeg beskriver her, berør den svarte testproben til TP1 og juster potensiometeret for maksimal strøm. Flytt den svarte testproben til TP2, deretter TP3 og deretter TP4. For alle disse testpunktsposisjonene forblir strømmen omtrent konstant. Men når du berører den sorte sonden til TP5, faller strømmen dramatisk. Hvorfor "Termisk runaway">

En viktig advarsel med BJT nåværende speilkrets er at begge transistorene må være på samme temperatur for de to strømmene som skal være like. Med denne kretsen er transistor temperaturen imidlertid nesten irrelevant. Prøv å ta tak i transistoren mellom fingrene for å varme den opp, og noter laststrømmen med ammeteret. Prøv å kjøle den ned etterpå ved å blåse på den. Ikke bare er kravet om transistor matching eliminert (på grunn av bruk av bare en transistor), men de termiske effektene blir alt annet enn eliminert også på grunn av den relative termiske immuniteten til felt-effekt transistoren. Denne oppførselen gjør også felt-effekt-transistorer immun mot termisk runaway; en bestemt fordel over bipolare veikryss transistorer.

En interessant applikasjon av denne gjeldende regulator krets er den såkalte konstant-strøm diode . Beskrevet i kapitlet "Dioder og likerettere" i volum III, er denne dioden egentlig ikke en PN-kryss-enhet i det hele tatt. I stedet er det en JFET med en fast motstand koblet mellom porten og kildeterminaler:

En vanlig PN-kryssdiode er inkludert i serie med JFET for å beskytte transistoren mot skade fra motsatt spenning, men ellers er strømstyringsanlegget til denne enheten helt tilveiebrakt av felt-effekt-transistoren.

COMPUTER SIMULATION

 JFET gjeldende regulator vsource 1 0 rload 1 2 4.5k j1 2 0 3 mod1 rlimit 3 0 1k .model mod1 njf .dc vsource 6 12 0, 1 .plot dc i (vsource) .end 

SPICE tillater ikke "veiende" motstandsverdier, for å demonstrere den nåværende reguleringen av denne kretsen over et bredt spekter av forhold, har jeg valgt å feie kildespenningen fra 6 til 12 volt i 0, 1 volt trinn. Hvis du ønsker det, kan du sette rload til forskjellige motstandsverdier og verifisere at kretsstrømmen forblir konstant. Med en rlimit-verdi på 1 kΩ vil den regulerte strømmen være 291, 8 μA. Denne nåværende figuren vil sannsynligvis ikke være den samme som din aktuelle kretsstrøm, på grunn av forskjeller i JFET-parametere.

Mange produsenter gir SPICE-modellparametere for transistorene, som kan skrives i .model-linjen til netlisten for en mer nøyaktig kretssimulering.