Öffne Türchen Nummer 5. Dahinter findest du eine weiße LED. Man erkennt sie an dem gelblichen Fleck auf dem LED-Kristall, also dem Leuchtstoff, der das ursprünglich blaue Licht der LED in weißes Licht umwandelt.
Die weiße LED leuchtet bei diesem Versuch mit geringer, aber konstanter Helligkeit, weil sich ein konstanter Strom einstellt.
Selbst wenn du eine schwache durch eine neue Batterie ersetzt, bleibt die Helligkeit gleich.
Der LED-Strom fließt durch Drain und Source sowie durch den Source-Widerstand von 10 kOhm.
Dabei entsteht ein Spannungsabfall von rund 2 V am Widerstand. Die Source-Spannung liegt also 2 V über der GND-Spannung.
Weil das Gate aber direkt an GND liegt, ist die Gate-Spannung gegenüber dem Source-Anschluss negativ und beträgt -2 V.
Der Transistor ist also schon fast gesperrt, sodass nur noch ein kleiner Strom fließt. Dieser Strom ist aber sehr stabil,
weil jede Stromänderung zu einer Änderung der Gate-Spannung und damit zu einer gegenläufigen Änderung des Drain-Stroms führt.
Die Größe des konstanten Stroms hängt von den Eigenschaften des Transistors und vom Source-Widerstand ab.
Eine Konstantstromquelle ist eine typische Aufgabe für einen JFET, weil sie mit minimalem Bauteileaufwand gebaut werden kann.
Im Gegensatz zu einem JFET leitet ein MOS-FET, wie der bekannte BS107, erst bei einer positiven Spannung am Gate, sodass man ihn in dieser Schaltung nicht einsetzen könnte.
5 Constant current source
Open the 5th door. You'll find a white LED behind it. You can recognize them by the yellowish spot on the LED crystal, which is the phosphor which converts the original blue light of the LED into white light.
In this experiment, the white LED lights with low but constant brightness, because a constant current comes up.
Even if you replace a weak battery with a new one, the brightness stays the same.
The LED current flows through drain and source as well as through the source resistor of 10 kOhm.
This creates a voltage drop of around 2 V at the resistor. The source voltage is thus 2 V above the GND voltage.
However, since the gate is directly at GND, the gate voltage with respect to the source terminal is negative and measures -2 V.
Thus the transistor is almost locked, so that only a small current flows. This current is very stable,
because each current change leads to a change in the gate voltage and thus to an opposite change in the drain current.
The magnitude of the constant current depends on the characteristics of the transistor and the source resistance.
A constant current source is a typical task for a JFET because it can be built with minimal component expenses.
In contrast to a JFET, a MOSFET, like the well-known BS107, only conducts at a positive voltage at the gate, so that it can not be used in this circuit.
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