Полевые транзисторы. Их характеристики, виды и принцип работы
Дата Автор ElectricianКомментироватьПросмотров: 11 010
Одним из главных недостатков биполярных транзисторов является их небольшое входное сопротивление h11, благодаря чему требует значительного тока, что в последствии требует большой мощности для его управления. Во избежание этого были придуманы так называемые униполярные транзисторы. ток в Них создают только носители одного знака, обычные электроны, поэтому приборы и называют униполярными. Эти транзисторы имеют большое входное сопротивление. Кроме этого они оказались более технологичными при изготовлении и несколько дешевле чем биполярные. Благодаря большому входному сопротивлению униполярные транзисторы почти не потребляют ток управления, смена выходного тока осуществляется приложением ко входу напряжения, которое создает электрическое поле.
Поэтому такой тип транзисторов называют еще полевыми.
Полевые транзисторы бывают:
- С p-n переходом;
- С МДП со встроенным каналом;
- С МДП с наведенным каналом;
Рассмотрим их каждый по очереди.
Полевые транзисторы с p-n переходом
Ниже показана схема полупроводника с n-проводимостью:
К торцам кристалла В и С прикладывают напряжение UС, под действием этого поля протекает ток. С боку кристалла созданы зоны с р-проводимостью, благодаря чему вдоль кристалла возникает p-n переход.
Электроны под действием UС движутся от отрицательного электрода В к положительному С, поэтому отрицательный электрод называют истоком, а положительный – стоком. Боковая поверхность с р-проводимостью и вывод от нее зовут затвором З. между истоком и затвором приложено напряжение UЗ с отрицательным знаком к затвору и положительным к истоку.
Ниже показано условное обозначение транзистора с n-проводимостью:
И р-проводимостью:
Поскольку электроны более подвижны, то обычно строят транзисторы с электронной проводимостью.
Пускай UЗ=0, то есть отрицательный потенциал приложен к р-проводнику, а положительный через электрод С к самому кристаллу с n-проводимостью. В p-n переходе возрастет потенциальный барьер. Напряжение UС пропорционально распределяется вдоль кристалла пропорционально его длине, благодаря чему потенциальный барьер будет больший со стороны стока, и свободная зона для носителей полупроводников будет сужаться в направлении от истока к стоку в виде конуса. Уменьшение сечения полупроводника, свободного от носителей, приведет к увеличении сопротивления, которое будет расти при увеличении UC. Сток-затворная характеристика данного устройства показана ниже:
Если по мимо того приложить к затвору отрицательный потенциал относительно истока, потенциальный барьер еще больше и ток уменьшится. Характеристики, отвечающие разным значениям UЗ создают семейство характеристик:
Полевые транзисторы с МДП со встроенным каналом
Для увеличения входного сопротивления металлический затвор изолируют от полупроводника с помощью диэлектрика, зачастую используют SiO2.
Поэтому их называют транзисторами типа «металл-диэлектрик-полупроводник» или МДП. Ниже показана их конструкция:
В кристалле с р-проводимостью создано две зоны И (исток) и С (сток), заполненные полупроводниками n-типа. Обе зоны соединены каналом К, над которым через диэлектрик расположен металлический вывод затвору З. Ток переносят электроны под действием напряжения, приложенного к точкам И и С. Если подать между З и основой р-типа отрицательное напряжение, канал сузится и стоковый ток уменьшится. При положительном потенциале затвора канал расширится и ток возрастет. Выходные характеристики этого устройства:
Сток-затворная характеристика:
Она размещена уже в двух квадрантах. Условное обозначение на схеме:
Противоположная сторона полупроводника р-типа тоже имеет вывод, имеющий название подложки (П), которую обычно соединяют с истоком.
Полевой транзистор с МДП с наведенным каналом
Транзисторы такого типа с наведенным каналом не имеют специально созданного канала:
Он возникал при подаче на затвор относительно основы р положительного напряжения.
Благодаря этому сток-затворная характеристика будет иметь вид:
Выходные характеристики:
Обозначение на схеме:
Posted in ЭлектротехникаТаблица сравнения полевых транзисторов
Не смотря на планы купить отдельную повышающую плату для питания стола, решил все же заменить транзистор нагрева стола на Ramps. Вообще, поводом к этому стала переломленная нога предохранителя. Раз уж все равно разбирать бутерброд и паять, то почему бы не перепаять еще и транзистор? Но о самой работе и результатах расскажу позже.
Прежде чем что-то менять, надо сначала это что-то выбрать. Про замену транзистора написано много постов и не только тут, но вот беда — никто так и не соизволил (а если и сделал, то я этого не нашел) расписать более подробную инфу про транзисторы и их ключевые характеристики. Все сводится к ‘вот этот точно работает, ставь его’ и к мерилкам ‘экспертностью’ в комментах без раскрытия темы.
В этом посте хочу поделиться со всеми, кто в теме не шарит, но интересуется, нарытой мной информацией и материалами.
Начнем с характеристик полевых транзисторов. Их так много, что с ходу в тему не влететь, черт ногу сломит, некоторые из них еще и меняются в температурных диапазонах, а что-то приведено в даташитах в виде графиков. Для нас же, важны следующие:
Максимальный ток Стока, ld (А) — это максимальный продолжительный ток, с которым может работать транзистор. Чем больше, тем лучше.
Напряжение Сток-Исток, Vdss (В) — максимальное напряжение, которое может проходить через транзистор. Этот момент зависит от того, каким напряжением питаете стол через Ramps. Если 24В, то транзистор на 25, чтобы с запасом. Этого хватит, сильно много не надо.
Пороговое напряжение открытия транзистора, Vgs(th) min/max (В) — напряжение, при котором транзистор начинает работать и пропускать ток. Чем меньше значение, тем лучше. В данной характеристике важным моментом является обозначение ‘(th)’, ибо есть похожая характеристика.
Максимальное напряжение Затвор-Исток, Vgs (В) — напряжение полного раскрытия транзистора.
Сопротивление Сток-Исток Rds(Ом) — сопротивление при открытом канале. Чем оно меньше, тем лучше.
Теперь посмотрим как это все связано друг с другом и как работает. Ардуино подает на дроссель
Тут можно видеть, что, чем выше напряжение Vgs, тем больше ток ld. Но реальность такова, что без дополнительных доработок у нас Vgs будет на уровне максимум 5В и ток будет соответствующий. Поэтому, чем больше максимальный ток транзистора, тем больше его мы можем получить себе в перспективе с наших 5В. Чем меньше
А чем меньше Vgs, тем ближе мы будем к максимальному току транзистора с нашим напряжением в 5В. Сопротивление Rds так же должно быть минимальным, чем оно меньше, тем меньше наши потери тока на пути к столу и меньше нагрев транзистора.Кроме сопротивления Rds есть еще одна связь с температурой транзистора. Греется он в работе. Чем больше открыт дроссель, чем больший ток он пропускает и чем дольше работает, тем сильнее разогревается сам. Соответственно, больший ток
Мной были просмотрены местные темы про замену транзистора на рампсе и темы на других сайтах, в результате свел все в одну гуглотаблицу с расписанием указанных выше характеристик.
Электронный вариант таблицы с возможностью оставлять комментарии тут:
https://docs.
google.com/spreadsheets/d/1vytRAPAFucIo5Fq3LOEikMxhKLOYDs3fuzYW6Lwr1MY/edit?usp=sharing
Если будут еще варианты, пишите мне, дополню таблицу, так же пишите, на какие еще характеристики стоит обратить внимание при подборе транзистора для наших целей.
Подобрать транзистор по некоторым параметрам можно тут:
http://paratran.com/1ExtendedSearchFET.php
Тут можно почитать про их характеристики:
http://electricalschool.info/electronica/1696-parametry-polevykh-tranzistorov-chto.html
А тут найти даташит по названию:
http://www.radioradar.net/datasheet_search//index.html
Характеристики полевого транзистораи усилителя: руководство от TescaGlobal
Содержание
Характеристики полевого транзистора и усилителя , сокращенно F.E.T. Соединение истока, соединение затвора и соединение стока — это три соединения, которые составляют полевой транзистор (FET; иногда JFET, MOSFET). Когда на затвор полевого транзистора подается напряжение, результирующее изменение сопротивления между стоком и истоком устройства можно использовать для регулирования величины тока, протекающего через полевой транзистор.
Это позволяет пользователю контролировать, сколько тока протекает через полевой транзистор.
Поскольку для выполнения своей работы требуется только один носитель, полевые транзисторы (F.E.T.) иногда называют униполярными транзисторами. Другими словами, полевые транзисторы могут работать только с электронами (n-канал) или дырками (p-канал) в качестве носителей заряда, а не с обоими одновременно. Это связано с тем, что электроны менее значимы, чем дырки, а пятна более значимы, чем электроны.
Большое количество элементов в полевом транзисторе 9Семья 0006. Низкие частоты часто приводят к тому, что полевой транзистор имеет относительно высокий входной импеданс. Это связано с высокими напряжениями, необходимыми для правильной работы полевых транзисторов. Наиболее распространенный тип полевого транзистора известен как полевой транзистор металл-оксид-полупроводник , или MOSFET для краткости . Эти транзисторы состоят из металлооксидных полупроводников (полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник).
«В полевом транзисторе поток тока в полупроводнике управляется с помощью электрического поля». Три соединения, которые составляют полевой транзистор, — это исток, затвор и сток (полевой транзистор; иногда JFET, MOSFET). Можно контролировать величину тока, проходящего через полевой транзистор. путем подачи напряжения на его затвор, что приводит к изменению сопротивления между стоком и истоком устройства.
Полевые транзисторы также считаются униполярными транзисторами, поскольку они работают только с одной несущей. Другими словами, полевые транзисторы могут работать только с электронами (n-канал) или дырками (p-канал) в качестве носителей заряда, а не с обоими одновременно. Семейство полевых транзисторов довольно обширно.
Входной импеданс полевого транзистора обычно достаточно высок на низких частотах.
Это связано с тем, что полевые транзисторы работают при очень высоких напряжениях. Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, иногда известный как MOSFET , является наиболее часто используемым типом полевого транзистора (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник).
Наиболее распространенный полевой транзистор, или полевой транзистор, называется полевым транзистором металл-оксид-полупроводник, или сокращенно MOSFET. КМОП, комплементарный полупроводник на основе оксида металла, — это название технологии производства, используемой сегодня для цифровых интегральных схем. В этом методе производства полевой МОП-транзистор с каналом p и полевой МОП-транзистор с n-каналом соединены последовательно, так что при включении первого последний становится неработоспособным.
Электроны могут перемещаться по каналу в любом направлении, когда полевые транзисторы (FET) работают в линейном режиме.
Большинство электронных устройств построены симметрично от истока к DrainDrain, а это означает, что соглашение об именах для выводов стока и истока довольно произвольно.
По этой причине полевые транзисторы являются отличным выбором, когда речь идет об их использовании в качестве коммутаторов маршрутов для аналоговых сигналов (мультиплексирование). Использование этой концепции позволит создавать такие предметы, как твердотельный микшерный пульт. В качестве усилителя F.E.T. широко распространен. Благодаря своему высокому входному сопротивлению и низкому выходному сопротивлению он может служить ценным буфером в некоторых конфигурациях схем, таких как схема с общим стоком (истоковый повторитель).
IGBT используются в двигателях внутреннего сгорания, потому что они позволяют быстро переключаться между катушками зажигания, блокируя электричество.
Принцип работы Характеристики полевого транзистора и усилителя Влияние, оказываемое полевыми транзисторами, называется устройствами, управляемыми «напряжением», поскольку они регулируют ток, протекающий от истока к стоку, регулируя напряжение, подаваемое на их вход.
Терминал, который также называют Воротами. Внешний источник подает это напряжение. Это связано с тем, что для запуска гаджета они используют подаваемое на них напряжение.
Полевые транзисторы, также известные как полевые транзисторы, являются полезными компонентами для интегральных схем благодаря низкому энергопотреблению и компактным размерам (ИС). Кроме того, полевые транзисторы используются в мощных коммутационных приложениях в качестве резисторов с переменным напряжением (VVR) в операционных усилителях (Op-Amps) и регуляторах тембра, среди прочего, для работы микшера на FM. и телевизионных приемников, а также в логических схемах. Кроме того, полевые транзисторы используются в логических схемах.
Компоненты полевого транзистора Характеристики и обучающая плата усилителяПолевой транзистор (ПТ) имеет четыре вывода: исток, сток, затвор и корпус.
Источник:
Термин «источник» относится к клемме в полевом транзисторе.
что большинство носителей заряда должны пройти, чтобы войти.
Слив:
Большинство носителей заряда покидают F.E.T. через терминал Drain, также известный как Drain.
Ворота:
Разработка ворот, также известных как терминал ворот, является результатом диффузии полупроводника N-типа с полупроводником P-типа. Вследствие этого сильно легированный П.Н. формируется зона соединения, отвечающая за регулирование потока носителей от истока к стоку.
Корпус:
На этой подложке, которую часто называют корпусом, находится полевой транзистор. сформирован. Он имеет внутреннее соединение с выводом источника, что позволяет полностью игнорировать его эффекты в приложениях, использующих дискретную логику. Это потому, что эти приложения имеют эту ссылку. Поскольку в интегральных схемах этот контакт используется несколькими транзисторами, он обычно подключается к источнику питания, который обеспечивает наиболее значительное отрицательное напряжение в схеме NMOS, и к источнику питания, который обеспечивает самое высокое положительное напряжение в схеме PMOS.
Это сделано потому, что этот вывод будет общим для нескольких транзисторов. Когда задействовано соединение с корпусом, абсолютно необходимо гарантировать, что F.E.T. производительность, уделяя особое внимание дизайну компонента и его связи с другими частями системы.
Канал:
Это часть пути прохождения сигнала, по которой большинство несущих проходит от терминала источника к терминалу стока.
Характеристики полевого транзистора и настройка обучающей платы усилителя В текущем сценарии V.G.S. JFET можно точно регулировать благодаря использованию источника постоянного тока в качестве источника смещения для JFET. Это стало возможным благодаря использованию источника постоянного тока в качестве источника смещения. Использование источника постоянного тока делает это достижение обоснованным. Регулируя значение V.G.S., мы можем изменить напряжение, подаваемое между выводом «Сток» и выводом «Исток», что, в свою очередь, дает нам большую степень контроля над выходом схемы.
Изменение значения V.G.S. для достижения этой цели является одним из возможных действий. Теперь мы можем построить кривую ВАХ JFET, потому что у нас есть доступ ко всей этой важной информации.
Выходные характеристики полевого транзистора JFET построены между током стока (I.D.) и напряжением сток-исток (V.D.S.), в то время как напряжение затвор-исток (V.G.S.) остается неизменным, как показано на следующем рисунке. Эти характеристики построены между током стока и напряжением сток-исток. Это выполняется при постоянном напряжении затвор-исток (VGS).
Ограничение области –
В этой части схемы JFET отключен, что означает, что сток не получает никакого тока. Вместо этого идентификатор будет двигаться в обратном направлении, от стока к источнику.
Это называется омической областью.
Ток стока, обозначенный I.D., который начинает течь от стока к истоку, в течение этого периода начинает встречать некоторое сопротивление со стороны JFET.
В этой области вы можете найти середину JFET. Величина тока, протекающего через JFET, прямо пропорциональна приложенному к цепи напряжению.
Область насыщения —
Когда напряжение сток-исток достигает такого значения, что ток, протекающий через устройство, остается постоянным с напряжением сток-исток и изменяется только с напряжением затвор-исток, устройство считается неисправным. в области насыщения. Насыщение происходит, когда напряжение сток-исток достигает достаточно высокого значения. Это происходит, когда напряжение на стоке и истоке становится таким, что больше не зависит от напряжения на затворе и истоке.
Область разрушения конструкции —
Область истощения выйдет из строя, JFET потеряет способность сопротивляться току, а ток стока будет продолжать нарастать бесконечно, если напряжение от стока к истоку, обозначенное по V.D.S., выше максимального порогового значения.
Типы характеристик полевых транзисторов и учебной платы усилителя Для классификации полевых транзисторов можно использовать три основные категории.
усилители, каждый из которых определяется терминалом, который служит стандартным входом и выходом. (Это сравнимо с усилителем, в котором используется BJT, что означает транзистор с биполярным переходом.)
Усилитель со стандартным гейтом : Гейт имеет соединение, которое используется как для входа, так и для выхода.
Усилитель с общим источником : Источник является общим как для входа, так и для выхода.
Усилитель с общим стоком: Утечка мозгов — это нечто общее для входа и выхода. В некоторых кругах его называют «последователь источника».
Брошюра с характеристиками FET и учебным стендом усилителя Канал открывается для прохождения электронов, когда на клемму затвора не подается напряжение. В результате клемма стока получает большую часть тока. Величина потока тяги определяется внутренним сопротивлением канала, а также разностью потенциалов между выводами стока и выводами истока.
Когда клемма затвора смещена отрицательно относительно клеммы истока, с другой стороны, создаваемый P-N переход имеет противоположный эффект. Поскольку канал становится более суженным, развивается область истощения, что увеличивает сопротивление канала. Это приводит к уменьшению количества тока, протекающего между источником и DrainDrain.
Характеристики полевого транзистора и плата для обучения усилителя ЦенаВы можете приобрести аналоговый полевой транзистор. Преподаватель лаборатории по характеристикам аппаратуры для обучения в Амбале за 3499 рупий.
TescaGlobal FET Учебный совет по характеристикам и усилителямУчебно-исследовательский экспериментальный совет по FET-усилителям был создан для достижения этой конкретной цели.
Студенты, обучающиеся в области науки и техники, могут получить значительный объем знаний благодаря опыту, полученному при работе с этими досками.
Объект:
- Усилитель на полевых транзисторах Исследование:
- В связи с этим необходимо спланировать и рассчитать конечный коэффициент усиления усилителя на полевых транзисторах.
- Для визуального представления свойств перегрузки.
- Следовательно, я пытаюсь построить график частотной характеристики.
- Для измерения общего входного сопротивления.
- Необходимо определить полное сопротивление выхода.
Особенности:
Плата состоит из следующих встроенных компонентов:
Имеется выход +15 В постоянного тока при 50 мА от встроенного источника питания с ИС.
Термин «транзистор» относится к эффекту поля и является существительным.
Здесь показаны вход и выход питания, предохранитель и мерцающий светильник.
Достаточное количество электронных компонентов помимо уже упомянутых. Требуется достаточное количество патч-кордов со штабелируемыми задними 4-мм подпружиненными штекерами и общей длиной пятьдесят сантиметров. Клеммы, высококачественные разъемы и надежность обеспечиваются в правильных местах на панели для выполнения соединений и наблюдения за осциллограммами.
* Инструкции дают прочную основу, описывая объект, теоретизируя его функцию, описывая, как разработать работающий прототип, рекомендуя отчеты, которые должны быть подготовлены, и ссылаясь на тексты, относящиеся к ситуации.
* Общая масса упаковки составляет три килограмма (прибл.)
Размер: 340 Вт 110H 210D
Оборудование, необходимое для добавления :
В комплект входят инструменты: Генератор звуковых частот; милливольтметр переменного тока; Коробка Сопротивления Десятилетия; и электронно-лучевой осциллограф 20 МГц.
JFET (транзистор с полевым эффектом): характеристики и применение
JFET или транзистор с полевым эффектом — это транзистор, относящийся к категории FET. Они известны своими управляемыми напряжением транзисторами, где смещение не зависит от тока. Они состоят из истока, затвора и стока в качестве выводов. Этот транзистор относится к однополярным приборам. Причина этого в том, что проводимость зависит от большинства носителей заряда. Эти полевые транзисторы могут потреблять меньше энергии. Может изготавливаться в сжатом и значительно меньших размерах по сравнению с БЮТ. Так что это может быть отличной заменой, когда эти моменты вызывают серьезную озабоченность.
Даже JFET является расширением FET.
Как и BJT, полевые транзисторы также состоят из трех выводов, а между выводами имеются каналы для проводимости. FET имеет много преимуществ по сравнению с BJT, и основным из них является высокое значение импеданса на входе.
JFET представляет собой полевой транзистор с переходом, образованный диодами с P-N переходом. Проводимость в полевом транзисторе из-за типа канала, сформированного между терминалами, определяет JFET.
JFET классифицируется как
(1) N-канальный JFET
Символ N-канального JFET
(2) P-канального JFET
Символ P-канального JFET
Эти символы определяют различия в их функциях на основе их стрелок. Стрелка определяет протекание тока, когда затвор и клемма истока смещены в прямом направлении.
N-канальный JFET
Канал отвечает за проводимость в JFET, когда напряжение приложено между клеммами истока и стока. Если канал n-типа, то он называется N-Channel JFET.
Этот канал состоит из концентрации легирующих примесей типа донора, что указывает на то, что через него протекает большинство отрицательных зарядов.
Следовательно, большая часть концентрации носителей здесь, в этом канале, относится к типу электронов.
Рабочий JFET (N-канал)
В этом JFET один конец n-канального транзистора подключен через омический контакт к выводу стока, а другой конец подключен к выводу истока. Два материала р-типа подключены к клемме затвора. Когда вывод сток-исток смещен в прямом направлении внешним источником питания, начинается проводимость. Из-за смещения двухpn-переход становится смещенным в обратном направлении вблизи выводов стока и истока.
Область истока питается с меньшим значением потенциала, чем сток, в связи с этим область обеднения больше на клемме стока по сравнению с клеммой истока. По мере увеличения потенциала ширина области обеднения на стыках имеет тенденцию к увеличению.
Представление N-Channel JFET
Это основная причина, по которой поток большинства концентраций несущих может быть очевиден от стока терминала к терминалу с более низким потенциалом, называемому истоком.
Течение этих основных носителей заряда имеет линейный характер. По мере увеличения значения разности потенциалов между клеммами стока и истока протекание токов имеет тенденцию быть непрерывным.
Но при определенном напряжении на стоке и истоке транзистор достигает состояния напряжения, известного как напряжение отсечки . Здесь ток достигает уровня насыщения на транзисторе. В этом случае транзистор называется резистором, который управляется напряжением.
Режимы работы полевых транзисторов
Различные режимы полевых транзисторов зависят от напряжения, подаваемого на входную клемму.
(1) Омическая область
Область, в которой значение тока стока линейно зависит от приложенного напряжения на входе стока и клеммы истока, называется омической областью полевого транзистора. В этом случае полевой транзистор действует как резистор, управляемый напряжением.
(2) Область отсечки
Значение сопротивления в канале между выводами истока и стока в этой области максимальное.
Теоретически не должно быть явного протекания тока в условиях отсечки. Но когда затвор-источник равен нулю, ток стока достигает уровня насыщения.
(3) Область насыщения
В этой области транзистор ведет себя как проводник. Ток на стоке регулируется величиной напряжения, приложенного к клеммам истока и затвора. Там, где значение напряжения на стоке и истоке не изменяется, но в этой области максимальное значение тока течет от клемм стока к истоку. Эта область в FET также называется активной областью . Следовательно, полевой транзистор считается полностью включенным в этой области.
(4) Область пробоя
Поскольку значение напряжения, приложенного между выводами стока и истока, считается высоким, из-за этого значение тока на стоке имеет тенденцию к резкому увеличению. Следовательно, канал на стоке и терминальный исток подвергается воздействию, что приводит к состоянию пробоя. Устройство не должно эксплуатироваться в этом состоянии.
Эти значения напряжения обычно указываются в технических характеристиках.
Следовательно, рассмотренные выше режимы работы полевого транзистора.
Характеристики JFET
Кривые, построенные между значением тока на стоке и напряжением, приложенным между стоком и истоком, с учетом напряжения на затворе и истоке, поскольку параметр определяет характеристики выхода, которые также упоминаются как у стока характеристики .
Характеристики N-канального полевого транзистора
Характеристики стока полевого транзистора (JFET)
Характеристики стока полевого транзистора
- Когда положительное напряжение подается на клемму сток-исток полевого транзистора JFET и когда напряжение между затвором и истоком равно нулю, ток стока начинает течь, и говорят, что устройство находится в омической области
- По мере увеличения напряжения стока канал проводимости становится все уже и уже, а ток на выводе стока уменьшается.
