Site Loader

Содержание

Обозначение выводов полевого транзистора

Для обозначения выводов биполярных транзисторов, относящихся к базе, эмиттеру и коллектору, применяют буквы кириллицы или латиницы Б (В – Base), Э (Е – Emitter) и К (С -Collector) соответственно. На значке схемного обозначения транзистора стрелка указывает условное направление тока в эмиттере от плюса к минусу (рис. 1. а).

Для обозначения выводов полевых транзисторов, относящихся к затвору, стоку и истоку, применяют буквы кириллицы или латиницы 3 (G – Gate), С (D – Drain) и И (S – Source) соответственно.

Рис. 1. Обозначение выводов биполярных (а) и полевых (б) транзисторов на электрической схеме

Полевой транзистор – это полупроводниковый преобразовательный прибор, в котором ток, текущий через канал, управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком. Предназначен для усиления мощности электромагнитных колебаний.

Полевые транзисторы применяются в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением, ключевых и логических устройствах, при изготовлении микросхем.

Принцип действия полевых транзистор ов снован на использовании носителей заряда только одного знака (электронов или дырок). Управление током, осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Поэтому эти транзисторы называют полевыми.

По способу создания канала различают полевые транзисторы с затвором в виде управляющего р- n – перехода и с изолированным затвором (МДП – или МОП – транзисторы): встроенным каналом и индуцированным каналом.

В зависимости от проводимости канала полевые транзисторы делятся на полевые транзисторы с каналом р- типа и полевые транзисторы с каналом n – типа. Канал р- типа обладает дырочной проводимостью, а n – типа – электронной.

Полевой транзистор с управляющим р- n – переходом – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала р- n -переходом, смещенным в обратном направлении.

Устройство полевого транзистора с управляющим р- n -переходом (каналом n – типа)

Условное обозначение полевого транзистора с р- n -переходом и каналом n – типа (а), каналом р- типа (б)

Каналом полевого транзистора называют область в полупроводнике, в которой ток основных носителей заряда регулируется изменением ее поперечного сечения. Электрод, через который в канал входят носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда – сток. Электрод, для регулирования поперечного сечения канала за счет управляющего напряжения – затвор.

Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение U зи является обратным для обоих р- n – переходов. Ширина р- n – переходов, а, следовательно, эффективная площадь поперечного сечения канала, его сопротивление и ток в канале зависят от этого напряжения. С его ростом расширяются р- n – переходы, уменьшается площадь сечения токопроводящего канала, увеличивается его сопротивление, а, следовательно, уменьшается ток в канале. Следовательно, если между истоком и стоком включить источник напряжения U си, то силой тока стока I с , протекающего через канал, можно управлять путем изменения сопротивления (сечения) канала с помощью напряжения, подаваемого на затвор. На этом принципе и основана работа полевого транзистора с управляющим р- n – переходом.

При напряжении U зи = 0 сечение канала наибольшее, его сопротивление наименьшее и ток I с получается наибольшим. Ток стока I с нач при U зи = 0 называют начальным током стока. Напряжение U зи , при котором канал полностью перекрывается, а ток стока I с становится весьма малым (десятые доли микроампер), называют напряжением отсечки U зи отс .

Статические характеристики полевого транзистора с управляющим р- n – переходом

Стоковые (выходные) характеристики полевого транзистора с р- n – переходом и каналом n – типа, отражают зависимость тока стока от напряжения U си при фиксированном напряжении U зи : I c = f ( U си ) при U зи = const .

Вольт-амперные характеристики полевого транзистора с р-п- переходом и каналом п- типа: а – стоковые; б – стокозатворная

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние и управляющее напряжение U зи , и напряжение U си . При U си = 0 выходной ток I с = 0. При U си > 0 ( U зи = 0) через канал протекает ток I c , в результате создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока. Суммарное падение напряжения участка исток-сток равно U си . Повышение напряжения U си вызывает увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечения, а следовательно, уменьшение проводимости канала. При некотором напряжении U си происходит сужение канала, при котором границы обоих р- n – переходов сужаются и сопротивление канала становится высоким. Такое напряжение U си называют напряжением насыщения U си нас . При подаче на затвор обратного напряжения U зи происходит дополнительное сужение канала, и его перекрытие наступает при меньшем значении напряжения U си нас . В рабочем режиме используются пологие участки выходных характеристик.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

У полевого транзистора с изолированным затвором (МДП – транзистор), затвор отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. МДП – транзисторы в качестве диэлектрика используют оксид кремния SiO 2. Другое название таких транзисторов – МОП – транзисторы ( металл-окисел-полупроводник).

Принцип действия МДП – транзисторов основан на изменении проводимости поверхностного слоя полупроводника под воздействием поперечного электрического поля. Поверхностный слой, является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП – транзисторы выполняют двух типов – со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

Конструкция МДП – транзистора со встроенным каналом n -типа. В исходной пластинке кремния р- типа с относительно высоким удельным сопротивлением, с помощью диффузионной технологии созданы две легированные области с противоположным типом электропроводности – n . На эти области нанесены металлические электроды – исток и сток. Между истоком и стоком имеется поверхностный канал с электропроводностью n – типа. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем диэлектрика. На этот слой нанесен металлический электрод – затвор. Наличие слоя диэлектрика позволяет подавать на затвор управляющее напряжение обеих полярностей.

При подаче на затвор положительного напряжения, создающимся электрическим полем дырки из канала будут выталкиваться в подложку, а электроны – из подложки в канал. Канал обогащается – электронами, и его проводимость увеличивается при возрастании ток стока . Это называется режим обогащения.

При подаче на затвор отрицательного напряжения, относительно истока, в канале создается электрическое поле, под влиянием которого электроны выталкиваются из канала в подложку, а дырки втягиваются из подложки в канал. Канал обедняется основными носителями заряда, проводимость уменьшается, а ток стока уменьшается. Такой режим транзистора называют режимом обеднения.

В таких транзисторах при U зи = 0, если приложить напряжение между стоком и истоком ( U си > 0), протекает ток стока I с нач , называемый начальным и, представляющий собой поток электронов.

Канал проводимости тока не создается, а образуется благодаря притоку электронов из полупроводниковой пластины, при приложения к затвору напряжения положительной полярности относительно истока. При отсутствии этого напряжения канала нету, и между истоком и стоком n -типа расположен только кристалл р- типа, а на одном из р- n – переходов получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между истоком и стоком велико, и транзистор заперт. Но при подаче на затвор положительное напряжение, под влиянием поля затвора электроны будут перемещаться из областей истока и стока и из р- области к затвору. Когда напряжение затвора превысит пороговое значение U зи пор , в поверхностном слое концентрация электронов превысит концентрацию дырок, и произойдет инверсия типа электропроводности, индуцируется токопроводящий канал n -типа, соединяющий области истока и стока. Транзистор начинает проводить ток. Чем больше положительное напряжение затвора, тем больше проводимость канала и ток стока. Транзистор с индуцированным каналом может работать только в режиме обогащения.

Полевым транзистором именуют такой компонент, через который под влиянием продольного электрического поля протекает ток, обусловленный движением носителей заряда сугубо одного типа.Так как принцип действия полевых транзисторов основан на перемещении основных носителей заряда одного типа проводимости, такие компоненты ещё называют униполярными.

Затвором называют вывод полевого транзистора, к которому подводят напряжение от устройства управления. Следует подчеркнуть, что управление полевыми транзисторами осуществляют напряжением, а биполярными транзисторами – током. Истоком именуют вывод, который обычно служит источником поступления в транзистор носителей заряда от устройства электропитания. Стоком называют вывод компонента, через который носители заряда покидают транзистор. Перемещение основных носителей заряда от истока к стоку происходит по области, которая носит название канала полевого транзистора. Каналы у полевых транзисторов могут быть как электронного, так и дырочного типов проводимостей. Носителями заряда в полевых транзисторах n-типа выступают электроны, а в приборах p-типа – дырки. Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим переходом и с изолированным затвором, причём последние подразделяют на транзисторы со встроенным каналом и приборы с индуцированным каналом.

К основным параметрам полевых транзисторов причисляют входное сопротивление, внутреннее сопротивление транзистора, также называемое выходным, крутизну стокозатворной характеристики, напряжение отсечки и другое. Входное сопротивление транзистора – это отношение приращения напряжения затвор-исток и приращению тока затвора. Внутреннее сопротивление транзистора – это отношение приращения напряжения сток-исток к приращению тока стока при заданном напряжении затвор-исток. Крутизна стокозатворной характеристики – это отношение приращения тока стока к приращению напряжения затвор-исток при фиксированном напряжении сток-исток.

5.2. Полевые транзисторы с управляющим переходом

5.2.1. Конструкция полевых транзисторов с управляющим переходом

Первый полевой транзистор с управляющим переходом теоретически были рассчитан Уильямом Шокли в 1952 году. Одна из разновидностей таких транзисторов – унитрон – представляет собой полупроводниковую пластину дырочного или электронного типов проводимостей. На её торцы наносят токопроводящие плёнки, к которым подключают выводы стока и истока, а широкие грани легируют для получения противоположного типа проводимости относительно проводимости пластины и подсоединяют к этим граням вывод затвора. Другая разновидность полевых транзисторов с управляющим переходом – текнетрон – может быть образован, например, стержнем из германия, к торцам которого подсоединяют выводы истока и стока, а вокруг стержня внесением индия выполняют кольцеобразный затвор.

Упрощённая конструкция полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа проводимости изображена на рис. 5.1.

Из рисунка видно, что канал возникает между двумя p-n переходами. Конструкция компонентов с каналом n-типа не имеет отличий от конструкции полевых транзисторов с каналом p-типа, что видно на рис. 5.2.

Но в полевых транзисторах с каналом n-типа полупроводник, в котором возникает канал, обладает электронным типом проводимости, а области затвора имеют дырочную проводимость. Полевые транзисторы с каналом n-типа могут обладать лучшими частотными и температурными свойствами и образовывать шумы меньшей амплитуды, чем приборы с каналом p-типа.

5.2.2. Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом

Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом заключён в изменении площади сечения канала под воздействием поля, возникающего при подаче напряжения между затвором и истоком. Упрощённая структура полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа приведена на рис. 5.3.

Пока между затвором и истоком не подано напряжение управления, под воздействием внутреннего поля электронно-дырочных переходов они заперты, сечение канала наиболее велико, его сопротивление низко, и ток стока транзистора максимален. Напряжение затвор-исток, при котором ток стока наиболее велик, называют напряжением насыщения.

Если между затвором и истоком приложить небольшое напряжение, ещё немного закрывающее p-n переходы, то зоны, к которым подсоединён затвор, будут обеднены носителями заряда, размеры этих зон объёмного заряда возрастут, частично перекрывая сечение канала, сопротивление канала возрастёт, и сила тока стока станет меньше. Обеднённые носителями заряда области почти не проводит электрический ток, причём эти области неравномерны по длине пластины полупроводника. Так, у торца пластинки, к которому подключен вывод стока, обеднённые носителями заряда области будут наиболее существенно перекрывать канал, а у противоположного торца, к которому подсоединён вывод истока, снижение площади сечения канала будет наименьшим.

Если приложить ещё большее напряжение между затвором и истоком, то области, обеднённые носителями заряда, станут столь велики, что сечение канала может быть ими полностью перекрыто. При этом сопротивление канала будет наибольшим, а ток стока будет практически отсутствовать. Напряжение затвор-исток, соответствующее такому случаю, именуют напряжением отсечки.

К важнейшим характеристикам полевых транзисторов относят стокозатворную характеристику и семейство стоковых характеристик. Стокозатворная характеристика отражает зависимость силы тока стока от приложенного к выводам затвор-исток напряжения при фиксированном напряжении сток-исток. Это показано на рис. 5.4 для полевых транзисторов с управляющим переходом и каналами p-типа и n-типа проводимостей.

Семейство стоковых характеристик представляет зависимости токов стока от напряжений сток-исток при фиксированных стабильных напряжениях затвор-исток, что изображено на рис. 5.5.

По достижении определённого значительного напряжения сток-исток развивается лавинный пробой области между затвором и стоком. При этом идёт резкое увеличение тока стока, что можно видеть на стоковой характеристике.

Функционирование полевых транзисторов с управляющим переходом возможно сугубо путём обеднения канала носителями заряда. В связи с тем, что напряжение сигнала прикладывают к закрытому переходу, входное сопротивление каскада велико и для рассмотренных выше приборов может достигать 109 Ом.

5.3. Полевые транзисторы с изолированным затвором

Полевой транзистор с изолированным затвором потому носит такое название, что его затвор, выполненный из тонкого металлического покрытия, нанесён на диэлектрический слой, который отделяет затвор от канала. По этой причине полевые транзисторы с изолированным затвором имеют аббревиатуру МДП (металл – диэлектрик – полупроводник). Слой диэлектрика часто образуют двуокисью кремния. Такие полевые транзисторы носят аббревиатуру МОП (металл – оксид – полупроводник). Полевые транзисторы с изолированным затвором имеют большее входное сопротивление, достигающее 1015 Ом, чем полевые транзисторы с управляющим переходом.

5.3.1. Полевые транзисторы со встроенным каналом

Структура полевого транзистора со встроенным каналом n-типа проводимости дана на рис. 5.6.

Приложим от источника питания постоянное напряжение между выводами сток-исток. Пока напряжение затвор-исток отсутствует, канал обладает некоторым сопротивлением, по нему двигаются основные носители заряда, а, следовательно, протекает некоторый ток стока транзистора. Если к выводам затвор-исток транзистора с каналом n-типа подключить источник питания так, чтобы на затвор было подано напряжение положительной полярности, то неосновные носители заряда, присутствующие в подложке, будут втянуты электрическим полем в канал. Концентрация носителей заряда в канале возрастёт, его сопротивление станет меньше, а, значит, ток стока станет больше. Если подключить источник питания обратной полярностью так, чтобы на затвор было подано отрицательное напряжение относительно истока, то электроны, присутствующие в канале, под действием поля будут вытеснены в подложку. При этом концентрация носителей заряда в канале станет ниже, сопротивление канала возрастет, и ток стока станет меньше. Если запирающее напряжение затвор-исток будет столь велико, что практически все носители заряда будут оттеснены в подложку, то ток стока станет почти отсутствовать. Стокозатворные характеристики полевых транзисторов со встроенным каналом n-типа и p-типа проводимостей приведены на рис. 5.7.

Заключим, что полевые транзисторы со встроенным каналом функционируют как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения канала.

5.3.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом

Структура полевого транзистора n-типа проводимости с индуцированным каналом представлена на рис. 5.8.

Когда напряжение затвор-исток полевого транзистора, изображённого на рисунке, отсутствует, либо к затвору приложено напряжение отрицательной полярности, канал не возникает и ток стока транзистора не течёт. Когда на затор транзистора подано напряжение положительной полярности относительно истока, возникнет электрическое поле, втягивающее в область под затвором электроны, которые находились в подложке на правах неосновных носителей заряда. А дырки из канала полем будут оттеснены в подложку, обладающую p-типом проводимости. Концентрация электронов в локальном участке полупроводника под затвором между стоком и истоком возрастает относительно концентрации дырок, то есть имеет место смена типа проводимости и возникает, или как говорят, индуцируется, канал. В результате происходит движение носителей заряда по каналу, и течёт ток стока. Стокозатворные характеристики полевых транзисторов с индуцированным каналом p-типа и n-типа проводимостей даны на рис. 5.9.

Сделаем вывод, что полевые транзисторы с индуцированным каналом функционируют сугубо в режиме обогащения канала носителями заряда.

5.4. Режимы работы полевых транзисторов

5.4.1. Динамический режим работы транзистора

Динамическим режимом работы называют такой режим, в котором к транзистору, который усиливает входной сигнал, подключена нагрузка. Такой нагрузкой может служить резистор Rс, подсоединённый последовательно со стоком полевого транзистора, включённого по схеме с общим истоком, что показано на рис. 5.10.

Постоянное напряжение питания каскада Uп составляет сумму падений напряжений на выводах сток-исток транзистора и на резисторе Rс, то есть Uп = URс + Uси.р. В тоже время, согласно закону Ома, падение напряжения на нагрузочном резисторе Rс равно произведению протекающего по нему тока Iс.р на его сопротивление: URс = Iс.р • Rс. Согласно сказанному, напряжение питания каскада составляет: Uп = Uси.р + Iс.р • Rс. Последнее выражение можно переписать относительно напряжения сток-исток транзистора, и в этом случае получим линейную формулу для выходной цепи Uси.р = Uп – Iс.р • Rс, которую именуют уравнением динамического режима.

На выходных статических характеристиках транзистора для получения представления о режимах работы каскада строят динамическую характеристику, имеющую форму линии. Рассмотрим рисунок 5.11, на котором изображена такая динамическая характеристика усилительного каскада.

Чтобы провести эту линию, которую ещё называют нагрузочной прямой, необходимо знать две координаты точек, соответствующих напряжению питания каскада и току стока в режиме насыщения. Эта нагрузочная прямая пересекает семейство выходных статических характеристик, а точка пересечения, которую называют рабочей, соответствует определённому напряжению затвор-исток. Зная положение рабочей точки, можно вычислить некоторые ранее не известные токи и напряжения в конкретном устройстве.

5.4.2. Ключевой режим работы транзистора

Ключевым называют такой режим работы транзистора, при котором он может быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт, а промежуточное состояние, при котором компонент частично открыт, в идеале отсутствует. Мощность, которая выделяется в транзисторе, в статическом режиме равна произведению тока, протекающего через выводы сток-исток, и напряжения, приложенного между этими выводами.

В идеальном случае, когда транзистор открыт, т.е. в режиме насыщения, его сопротивление межу выводами сток-исток стремится к нулю. Мощность потерь в открытом состоянии представляет произведение равного нулю напряжения на определённую величину тока. Таким образом, рассеиваемая мощность равна нулю.

В идеале, когда транзистор закрыт, т.е. в режиме отсечки, его сопротивление между выводами сток-исток стремится к бесконечности. Мощность потерь в закрытом состоянии есть произведение определённой величины напряжения на равное нулю значение тока. Следовательно, мощность потерь равна нулю.

Выходит, что в ключевом режиме, в идеальном случае, мощность потерь транзистора равна нулю. На практике, естественно, когда транзистор открыт, присутствует некоторое небольшое сопротивление сток-исток. Когда транзистор закрыт, по выводам сток-исток протекает ток небольшой величины. Таким образом, мощность потерь в транзисторе в статическом режиме мала. Однако в динамическом режиме, когда транзистор открывается или закрывается, его рабочая точка форсирует линейную область, в которой ток через транзистор может условно составлять половину максимального тока стока, а напряжение сток-исток может достигать половины от максимальной величины. Таким образом, в динамическом режиме в транзисторе выделяется огромная мощность потерь, которая свела бы на нет все замечательные качества ключевого режима, но к счастью длительность нахождения транзистора в динамическом режиме много меньше длительности пребывания в статическом режиме. В результате этого КПД реального транзисторного каскада, работающего в ключевом режиме, может быть очень высок и составлять до 93% – 98%.

Работающие в ключевом режиме транзисторы широко применяют в силовых преобразовательных установках, импульсных источниках электропитания, в выходных каскадах некоторых передатчиков и пр.

Здесь Ваше мнение имеет значение
поставьте вашу оценку (оценили – 15 раз)

Москатов Е. А. Книга «Электронная техника. Начало»

Классификация и условные обозначения полевых транзисторов

Классифицировать полевые транзисторы можно по трем параметрам:

— по полярности носителей заряда в канале: n – или p – канальные;

— по типу изоляции затвора: транзисторы с управляющим p – n переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором;

— по типу легирования канала: транзисторы обогащенного или обедненного типа.

Управление током полевого транзистора выполняется с помощью электрического поля, созданного управляющим сигналом. В полупроводнике имеется область, в которой перемещаются носители заряда и проводимостью которой управляет внешнее электрическое поле. Эта область называется проводящим каналом, или просто каналом, и может быть полупроводником p – или n – типа, электрод, через который в канал поступают носители заряда, называется истоком (обозначается И). Электрод, через который выходят из полупроводника носители заряда, называется стоком (С). Электрод, на который подается управляющий сигнал, называется затвором (З).

Затвор изолирован от проводящего канала либо p – n переходом, на который подано обратное смещение (диодная изоляция), либо слоем диэлектрика (оксид кремния). В первом случае имеем полевой транзистор с управляющим p — n переходом, во втором – транзистор с изолированным затвором – МДП – или МОП – транзистор. Аббревиатура МДП – металл – диэлектрик – полупроводник (МОП – металл – оксид — полупроводник) отражает структуру транзистора в области затвора. Металл – это металлизированный электрод затвора.

Из восьми возможных комбинаций, допускаемых, выше перечисленными тремя классификационными параметрами в настоящее время реализованы пять. Их можно представить в виде следующей диаграммы (рис.2):

В электрических схемах полевые транзисторы имеют свое графическое изображение, представленное на рис. 3

а) р – канальный полевой транзистор с управляющим p – n gперходом; б) то же с n – каналом; в) МОП – транзистор с встроенным р – каналом ; г) то же с n – каналом; д) МОП – транзистор с индуцированным р — каналом; е) тоже с n – каналом.


Узнать еще:

Полевые транзисторы

24 октября 2020 — Admin

Тема довольно сложная, поэтому, предполагается, что читатель  ориентируется в свойствах полупроводников, а также знаком с принципом работы полупроводникового диода и биполярного транзистора.

О чём нам говорит название? Транзистор — значит, каким-то образом позволяет усиливать сигнал. Точнее, с помощью слабого сигнала на входе управлять гораздо более мощным током на выходе. Ну а «полевой» говорит о принципе действия: управление происходит с помощью электрического поля.

Есть несколько типов полевых транзисторов. Мы начнём знакомство с наиболее близкого по конструкции к биполярному транзистору, а именно:

Полевой транзистор с управляющим p-n переходом

Давайте возьмём и сделаем из биполярного транзистора полевой:

Устройство биполярного транзистора и полевого транзистора с управляющим p-n-переходом

Итак, здесь у нас появился канал, соединяющий исток и сток (аналоги эмиттера и коллектора). Хоть это и полу-, но всё же проводник, сопротивление у него небольшое. Значит, если к затвору (управляющему электроду) не приложен никакой потенциал, ток через полевой транзистор всё равно будет течь. Обратите внимание, здесь ток создаётся носителями одного типа, в данном примере, дырками. Поэтому полевые транзисторы иногда ещё называют униполярными. В отличие от биполярных, в которых в создании тока всегда участвуют оба типа зарядов.

Теперь посмотрим, что будет, если на затвор подать положительное (относительно истока) напряжение. Это будет запирающее напряжение, как мы видели в полупроводниковых диодах, такое напряжение оттягивает носители зарядов от зоны p-n-перехода. Это значит, что в p-канале расширяется область, обеднённая зарядами, его сопротивление растёт. Это похоже на то, как в трубу вставили заслонку, которая перекрыла часть сечения трубы и поток воды уменьшился.

Принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n переходом.

На рисунке обеднённая зарядами область заштрихована зелёным. Она неравномерная, расширяется к стоку потому, что кроме потенциала затвора на распределение зарядов ещё влияет потенциал исток-сток.

Если к затвору приложить достаточно большое напряжение, можно вообще вытолкнуть из канала практически все дырки. Ток через канал прекратится. Это называется режимом отсечки.

Далее мы ещё поговорим об особенностях и преимуществах полевых транзисторов, а пока обратим внимание на один ключевой момент. Ток затвора очень мал. Ведь, по сути, это диод, включенный в обратной полярности, в котором ток могут создавать случайные неосновные носители, которых очень мало.

В биполярном транзисторе управление шло током: чем больше ток через эмиттерный переход, чем больше зарядов попадает в область базы, тем больше их захватывается коллектором и создаёт коллекторный ток. В полевом же транзисторе управление идёт не током, а напряжением: чем больше потенциал, тем больше сопротивление канала.

То есть, напряжение на затворе может меняться значительно, а ток  затвора при этом меняется очень слабо. Это означает высокое входное сопротивление. Если у биполярного транзистора входное сопротивление измеряется килоомами, то в данном типе полевых транзисторов оно составляет десятки и сотни мегаом.

Разумеется, можно сделать и «зеркальный» полевой транзистор с управляющим p-n переходом: с каналом n-типа и зоной p на затворе. Принцип работы будет тот же самый, только знаки напряжений поменяются на противоположные.

Да, англоязычное обозначение этого типа транзисторов — JFET (Junction-Field-Effect-Transistor). И раз уж заговорили об английском, приведём название выводов: G-gate-затвор, D-drain-сток, S-source-исток

Ну а мы переходим к следующему классу приборов:

Полевой транзистор с изолированным затвором

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором

Основу кристалла составляет слабо легированная зона n. Она называется подложкой. В ней созданы сильнолегированные зоны p (то есть там много основных носителей заряда) и тонкий канал между ними. А затвор вообще изолирован — он отделён от канала тонким слоем диэлектрика. Структура затвора дала название этому типу транзисторов:  МДП (металл-диэлектрик-полупроводник). Ещё их иногда называют МОП (металл-окисел-полупроводник), поскольку в качестве диэлектрика обычно используется слой диоксида кремния. Ну а по-английски это MOSFET (Metal-Oxid-Semiconductor-Field-Effect-Transistor).

Если предыдущий тип полевых транзисторов работал только при запирающих напряжениях на затворе, то МОП-транзисторы могут работать и при положительном и при отрицательном смещении.

Если приложить к затвору «плюс», он начнёт выталкивать из канала основные носители заряда (которыми, как мы помним, в зоне p являются дырки), тем самым повышая его сопротивление. Это режим обеднения. И, наоборот, минус на затворе притянет в канал некоторое дополнительное количество положительных зарядов из подложки, сопротивление канала уменьшится. Это режим обогащения .

Вы вправе спросить: откуда же в подложке положительные заряды (дырки), если она сделана из полупроводника типа n, с электронной проводимостью? Да, положительные заряды не являются основными в подложке. Но, как уже говорилось, она легирована слабо, и поэтому неосновных зарядов там достаточное количество, чтобы обогатить канал.

Прибор, который мы сейчас рассматриваем, называется МОП-транзистором со встроенным каналом. Но, оказывается, «физический» канал можно совсем убрать. В этом случае мы получим транзистор с индуцированным каналом.

МОП-транзистор с индуцированным каналом

Как же в этом случае идёт ток? Принцип тот же: минус на затворе притянет неосновные носители, положительно заряженные дырки. Так что они образуют небольшую область с положительной проводимостью — то есть «виртуальный» канал, который соединит исток и сток. И то, что их притянуло поле, перпендикулярное направлению канала, не мешает им двигаться вдоль канала, создавая электрический ток. Это как красивая витрина притягивает случайных прохожих, но не мешает им двигаться вдоль витрины.

Отметим, что входное сопротивление МОП-транзисторов ещё на несколько порядков выше, чем транзисторов с управляющим p-n-переходом, так как затвор физически отделён слоем диэлектрика, и токи затвора ничтожны.

Обозначение на схемах

Мы кратко разобрали основные типы полевых транзисторов. Зная их устройство, уже не запутаешься в обозначениях на схемах. Несколько простых правил:

  • Затвор рисуется напротив истока
  • Стрелка указывает направление от зоны p к зоне n (как и в биполярных транзисторах).
  • Если у нас полевой транзистор с управляющим p-n переходом, стрелка рисуется на затворе. Если же это МОП-транзистор, у него рисуется четвёртый вывод между истоком и стоком, это подложка, и уже на ней рисуется стрелка. Кстати, иногда вывод от подложки действительно выводят наружу как 4ю ногу транзистора, в этом случае на рисунке соответствующая линия будет выходить за границы корпуса.
  • Иногда подложка соединяется с истоком, это тоже показывается графически.
  • Изолированный затвор на рисунке изображается отделённым от истока и стока.
  • Индуцированный канал рисуется пунктирной линией, а встроенный канал — сплошной.

Несколько примеров (кликните для увеличения):

Обозначение полевых транзисторов на схемах

Паразитный диод

Продолжаем обсуждать МОП-транзисторы. В силу конструкции, в них возникает одна неприятная штука, а именно — незапланированный биполярный транзистор. Посмотрим ещё раз на рисунок:

Паразитный биполярный транзистор внутри полевого

Получается, что подложка — это база, а сток и исток — это коллектор и эмиттер биполярного транзистора. Этот паразитный транзистор может вносить существенные искажения в работу прибора. Например, открываться в тот момент, когда полевой транзистор должен быть закрыт (если упрощённо, вследствие внутренних паразитных ёмкостей возникает ток в эмиттерном переходе, который открывает транзистор). Борются с этим явлением таким образом: соединяют исток и подложку, тем самым замыкая эмиттерный переход. Остаётся один коллекторный p-n-переход, то есть диод.

Диод включён в обратном направлении между истоком и стоком, поэтому он не мешает работать транзистору в стандартном режиме, когда ток течет от истока к стоку. А вот обратный ток, от стока к истоку, для этого диода будет прямой, то есть потечёт через паразитный диод. Поэтому, на схемах важно не путать исток и сток, хотя конструктивно эти области очень похожи. Наличие диода иногда отображают на схеме:

Диод в полевом транзисторе

Впрочем, сейчас инженеры научились регулировать параметры этого диода и даже вовсе от него избавляться (вернее, задействовать другие механизмы, устраняющие недостатки этого диода), но эта тема уже выходит за рамки данной статьи.

Отличие полевых транзисторов от биполярных

Подведём итог, перечислим отличия полевых транзисторов, имеющих значение для схемотехники.

  • Высокое входное сопротивление. Об этом уже говорилось, и это одно из самых важных преимуществ полевых транзисторов. Это упрощает согласование каскадов. Например, полевой транзистор можно напрямую подключать к микросхеме, которая не способна выдать большие токи и поэтому «не потянет» биполярный транзистор. Или, хорошо использовать полевой транзистор на входе УВЧ: своим высоким входным сопротивлением он не снизит добротность колебательного контура, не внесёт заметных искажений в его работу. Ну и в целом: меньше ток — меньше потребляемая мощность.
  • Скорость переключения у полевых транзисторов выше, чем у биполярных, так как они не расходуют время на то, чтобы накопленные в области базы заряды рассосались. Впрочем, современные технологии позволяют делать и биполярные высокочастотники.
  • Полевые транзисторы менее шумные. В биполярных транзисторах «шумит» процесс инжекции зарядов, а полевых он отсутствует.
  • Чувствительность к статическому напряжению. Это относится к минусам полевого транзистора. В силу конструкции затвор очень нежен, статическое электричество легко его пробивает. Поэтому, рекомендуют даже связывать выводы транзистора проволокой, которая снимается только после монтажа. А также, пользоваться заземлённым паяльником и антистатическим ковриком.
  • Повышенная теплоустойчивость. У биполярного транзистора с повышением температуры ток растёт (т. к. усиливается процесс инжекции зарядов из базы), что приводит к дальнейшему нагреву транзистора. Начинается цепная реакция, которая может привести к саморазогреву и выходу транзистора из строя. У полевого транзистора всё наоборот: с ростом температуры сопротивление канала растёт, поэтому он является как бы саморегулируемым: если температура поднимается, ток падает и температура снижается обратно.
  • Возможность параллельного включения для повышения мощности. Это важное следствие из предыдущей особенности, теплоустойчивости.  Если запараллелить биполярные транзисторы, из-за малейшего случайного дисбаланса один из них начнёт греться и неизбежно сгорит. А полярные саморегулирются и потому могут работать сообща.  Это часто используют в конструкции в инверторов, где необходимо управлять весьма большими токами и один транзистор не справляется.

На этом завершаем первое знакомство с полевыми транзисторами. Вопросы и примечания можно оставить ниже, в комментариях.

Поделиться в соцсетях:

3.3.3 Условные обозначения и схемы включения полевых транзисторов.

На рисунок 3.24 представлены условные обозначения полевых транзисторов с неизолированным затвором.

Рисунок 3.24 – Условное обозначение полевых транзисторов с неизолированным затвором с каналом типа-n (а) и каналом типа-p (б).

Для отображения типа проводимости канала используется стрелка на затворе. Как видно из рисунка, если стрелка смотрит в канал, то это означает, что канал имеет проводимость типа-n. Стрелка на затворе направленная от канала говорит о том, что канал имеет проводимость типа-p. Канал в обозначении полевого транзистора представлен перемычкой между истоком и стоком.

Условные обозначения полевых транзисторов с изолированным затвором и встроенным каналом представлены на рисунок 3.25.

Рисунок 3.25 – Условное обозначение полевых транзисторов с изолированным затвором и встроенным каналом типа-n (а) и типа-p (б).

Из рисунка видно, что затвор не имеет гальванической связи с каналом. При рассмотрении принципа действия полевого транзистора с изолированным затвором было сказано, что подложка соединена с истоком для обеспечения стекания объёмного заряда на исток. Это отображено и в условном обозначении в виде перемычки, на которой размещена стрелка. Направление стрелки говорит о типе проводимости канала — в сторону канала для проводимости типа-n и в сторону от канала для проводимости типа-p.

Условное обозначение для полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом представлены на рисунок 3.26. Как видно, отличие их от условного обозначения для полевого транзистора с встроенным каналом состоит в изображении канала пунктиром.

Рис. 3.26 – Условные обозначения полевых транзисторов с изолированным затвором и индуцированным каналом типа-n (а) и типа-p (б).

Рассмотрим виды включения полевых транзисторов. Как и для биполярных транзисторов, полевые транзисторы включаются так, что один из выводов будет общим для входных и выходных выводов. В результате могут иметь место схемы включения с общим истоком, с общим стоком и с общим затвором. Наиболее распространена схема с общим истоком. На рисунке 3.27 представлены полевые транзисторы без изолированного затвора с каналом типа-n и типа-p, включённые по схеме с общим истоком. При включении полевых транзисторов необходимо правильно указать полярность напряжений между истоком и стоком и на затворе относительно истока.

Рисунок 3.27 – Включение полевого транзистора с неизолированным затвором по схеме с общим истоком с каналом типа-n (а) и типа-p (б)

Полярность напряжения между истоком и стоком должна быть такой, чтобы основные носители канала двигались от истока к стоку. Поэтому следует обратить внимание на то, какая проводимость канала, что обозначается стрелкой.

На рисунке 3.27,а представлен полевой транзистор с каналом типа-n, где основными носителями заряда являются электроны. Чтобы электроны двигались от истока к стоку необходимо приложить отрицательный потенциал к истоку, который будет отталкивать электроны от истока, а положительный заряд к стоку, который будет притягивать электроны к стоку. На рисунке 3.27,б представлен полевой транзистор с каналом типа-p, где основными носителями зарядов являются дырки – положительные заряды. Поэтому, с учётом сказанного, к истоку должен быть приложен положительный заряд, а к стоку — отрицательный.

В полевом транзисторе с неизолированным затвором важно не ошибиться в полярности напряжения прикладываемого к затвору относительно истока. Как отмечалось выше, полярность напряжения должна быть такой, чтобы p-n переход между затвором и каналом был под обратным напряжением. Если ошибочно на затвор подать прямое напряжение, то произойдет тепловой пробой p-n перехода (он сгорит). На рисунке 3.27,а канал типа-n, тогда затвор типа-p и на затвор необходимо прикладывать отрицательный заряд, а на исток — положительный. На рисунке 3.27,б полевой транзистор с каналом типа-p, тогда затвор типа-n и к затвору прикладывается положительный потенциал.

3.3.4 Семейства статических вольтамперных характеристик полевых транзисторов.

У полевого транзистора, как и у биполярного рассматриваются входные и выходные характеристики. Кроме этих характеристик, у полевого транзистора рассматриваются ещё стоко – затворные характеристики.

Входные характеристики у полевого транзистора с неизолированным затвором представляют В.А.Х. p-n перехода при обратном напряжении (рисунок 2.3,б). Величина обратного тока незначительна. У полевых транзисторов с изолированным затвором ток затвора равен нулю и поэтому для них вообще не имеет смысла говорить о входной В.А.Х. На основании изложенного у полевых транзисторов не рассматриваются входные В.А.Х.

Выходные характеристики полевых транзисторов представляют зависимость тока стока () от напряжения на стоке () при определённом значении напряжения на затворе. На рисунке 3.28,а представлены выходные характеристики полевого транзистора с неизолированным затвором.

Рисунок 3.28 – Семейства статических выходных и стоко – затворных характеристик полевого транзистора с неизолированным затвором.

При нулевом потенциале на затворе () сечение канала максимально, его сопротивление минимально, что обеспечивает наибольшее значение тока стока при конкретных значениях стокового напряжения. Эта характеристика занимает самое верхнее положение в семействе выходных характеристик. При установке некоторого напряжения на затворе () увеличивается толщина запирающего слоя (рисунок 3.21), уменьшается сечение канала, возрастает его сопротивление, что ведёт к уменьшению тока стока при тех же значениях стокового напряжения. Эта характеристика располагается ниже предыдущей характеристики. Аналогично объясняется поведение остальных выходных характеристик.

На рисунке 3.28,б представлено семейство стоко – затворных характеристик полевого транзистора с неизолированным затвором. Эти характеристики показывают, как изменяется ток стока при изменении напряжения на затворе для определённого значения напряжения на стоке. Они строятся с помощью семейства выходных статических характеристик, на которых выбирается определённое значение напряжения на стоке () и проводится вертикальная линия до пересечения со всеми характеристиками. В точках пересечения берётся значение тока стока () и значение напряжения затвора (), при котором снималась эта характеристика. Найденные значения откладываются на координатных осях стоко – затворной характеристики. С увеличением напряжения стока увеличивается ток стока, что вызывает более высокое расположение стоко – затворных характеристик.

При определённом значении напряжения на затворе запирающий слой затвор – канал полностью перекрывает канал и прекращается протекание тока стока. Это напряжение называется напряжением отсечки ().

Выходные и стоко – затворные характеристики для полевых транзисторов с изолированным затвором с встроенным и индуцированным каналом имеют одинаковый вид и представлены на рисунке 3.29. Особенностью этих транзисторов является то, что к затвору может прикладываться напряжение различной полярности.

Рисунок 3.29 – Семейства статических выходных (а) и стоко – затворных (б) характеристик полевого транзистора с изолированным затвором с встроенным и индуцированным каналами.

Рассмотрим выходные характеристики (рисунок 3.29,а). При нулевом напряжении на затворе () ток стока определяется омическим сопротивлением канала и величиной напряжения между истоком и стоком (). Допустим, что канал типа-n. Тогда при отрицательном потенциале на затворе происходит обеднение канала, и ток стока будет иметь меньшее значение при тех же напряжениях на стоке, и характеристики идут ниже характеристики с нулевым напряжением на затворе. При положительном потенциале на затворе () происходит обогащение канала, и ток стока имеет большее значение при тех же значениях напряжения на стоке, и характеристики идут выше характеристики с нулевым напряжением на затворе.

Семейство стока – затворных характеристик строится аналогично рассмотренному выше, т.е. с помощью семейства выходных характеристик. Из-за возможности прикладывать к затвору и положительный потенциал, стоко – затворные характеристики теперь продолжаются и в первый квадрант.

При определённом уровне отрицательного потенциала на затворе полностью останавливается движение электронов в канале, и ток стока прекращается. Это напряжение на затворе называется напряжением отсечки ().

Глава 23. Полевые транзисторы . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать разницу между транзисторами, полевыми транзисторами с р-n-переходом и полевыми транзисторами с изолированным затвором (МОП-транзисторами).

• Нарисовать схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом и каналом n— и p-типа проводимости, а также полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного и обогащенного типа.

• Описать, как работают полевые транзисторы с р-n-переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного и обогащенного типа.

• Перечислить составные части полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором.

• Описать меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при работе с полевыми транзисторами с изолированным затвором.

• Описать процедуру проверки полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором с помощью омметра.

История полевых транзисторов начинается с 1925 года, когда Юлиус Лилленфелд изобрел полевой транзистор (р-n-переходом и полевой транзистор с изолированным затвором. Оба этих устройства доминируют в настоящее время в электронной технологии. Эта глава является введением в теорию полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором.

23-1. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С р-n-ПЕРЕХОДОМ

Полевой транзистор с р-n-переходом — это униполярный транзистор, в котором работают только основные носители.

Полевой транзистор с р-n-переходом — это устройство, управляемое напряжением. Полевые транзисторы с р-n-переходом состоят из полупроводниковых материалов n— и p-типа и способны усиливать электронные сигналы, а конструкция отличается от конструкции биполярных транзисторов, и их работа основана на других принципах. Знание конструкции полевых транзисторов с р-n-переходом помогает понять, как они работают.

Конструкция полевых транзисторов с р-n-переходом начинается с подложки, или базы, слабо легированного полупроводникового материала. Подложка может быть из материала n— или p-типа. р-n-переход в подложке изготовляется как методом диффузии, так и методом выращивания (см. главу 20). Форма р-n-перехода играет важную роль. На рис. 23-1 показано сечение встроенной области в подложке. U-образная область называется каналом, она утоплена по отношению к верхней поверхности подложки.

Рис. 23-1. Сечение полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Когда канал сделан из материала n-типа в подложке из материала p-типа образуется полевой транзистор с каналом n-типа. Когда канал сделан из материала p-типа в подложке из материала n-типа образуется полевой транзистор с каналом р-типа.

Полевой транзистор с р-n-переходом имеет три вывода (рис. 23-2). Один вывод соединен с подложкой и образует затвор (3). Выводы, соединенные с концами канала образуют исток (И) и сток (С). Неважно какой из выводов соединен со стоком, а какой с истоком, так как канал симметричен.

Рис. 23-2. Подсоединение выводов полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Работа полевых транзисторов с р-n-переходом требует двух внешних источников смещения. Один из источников (ЕСИ) подсоединяется между стоком и истоком, заставляя ток течь через канал. Другой источник (ЕЗИ) подсоединяется между затвором и истоком. Он управляет величиной тока, протекающего через канал. На рис. 23-3 показан правильно смещенный полевой транзистор с каналом n-типа.

Источник тока ЕСИ подсоединяется таким образом, чтобы на истоке был отрицательный потенциал по отношению к стоку. Это обусловливает ток через канал, так как основными носителями в материале n-типа являются электроны. Ток, текущий от истока к стоку, называется током стока полевого транзистора (IC). Канал служит сопротивлением для приложенного напряжения (ЕСИ).

Напряжение затвор-исток (ЕЗИ) подается таким образом, чтобы затвор имел отрицательный потенциал по отношению к истоку. Это обусловливает формирование обратно смещенного р-n-перехода между затвором и каналом и создает обедненный слой в окрестности р-n-перехода, который распространяется вдоль всей длины канала. Обедненный слой шире у стока, так как напряжение ЕСИ складывается с напряжением ЕЗИ, создавая более высокое напряжение обратного смещения, чем у истока.

Рис. 23-3. Правильно смещенный полевой транзистор с р-n-переходом и каналом n-типа.

Размером обедненного слоя управляет напряжение ЕЗИ. При увеличении ЕЗИ толщина обедненного слоя увеличивается. При уменьшении толщина обедненного слоя уменьшается. При увеличении толщины обедненного слоя резко уменьшается толщина канала, и, следовательно, уменьшается величина тока, проходящего через него. Таким образом, ЕЗИ можно использовать для управления током стока (IC), который протекает через канал. Увеличение ЕЗИ уменьшает IC.

При обычной работе входное напряжение прикладывается между затвором и истоком. Результирующим выходным током является ток стока (IC). В полевом транзисторе с р-n-переходом входное напряжение используется для управления выходным током. В обычном транзисторе входной ток, а не напряжение используется для управления выходным током.

Поскольку переход затвор-исток смещен в обратном направлении, полевой транзистор с р-n-переходом имеет очень высокое входное сопротивление. Если переход затвор-исток сместить в прямом направлении, через канал потечет большой ток, что послужит причиной падения входного сопротивления и уменьшения усиления транзистора. Величина напряжения, требуемого для уменьшения IС до нуля, называется напряжением отсечки затвор-исток (ЕЗИотс). Это значение указывается производителем транзистора.

Напряжение сток-исток (ЕСИ) управляет размером обедненного слоя в полевых транзисторах с р-n-переходом. При увеличении ЕСИ, увеличивается также IС. При некотором значении ЕСИ величина IС перестает расти, достигая насыщения при дальнейшем увеличении ЕСИ. Причиной этого является увеличившийся размер обедненного слоя, и значительное уменьшение в канале неосновных носителей. С увеличением ЕСИ увеличивается, с другой стороны, сопротивление канала, что также приводит к меньшей скорости увеличения IС. Однако рост тока IС ограничивается вследствие расширения обедненного слоя и уменьшения ширины канала. Когда это имеет место, говорят, что IС достиг насыщения. Значение ЕСИ, при котором IС достигает насыщения, называется напряжением насыщения (ЕН). Величина ЕН обычно указывается производителем при значении ЕЗИ, равном нулю. При ЕЗИ, равном нулю, величина ЕН близка к ЕЗИотс. Когда ЕН равно ЕЗИ, ток стока является насыщенным.

Полевые транзисторы с p-каналом и с n-каналом имеют одинаковые характеристики. Основное различие между ними — в направлении тока стока (IС) через канал. В полевом транзисторе с p-каналом полярность напряжений смещения (ЕЗИ, ЕСИ) противоположна полярностям этих напряжений для транзистора с каналом n-типа.

Схематические обозначения для полевых транзисторов с p-каналом и с n-каналом показаны на рис. 23-4. Полярности напряжений смещения для полевого транзистора с n-каналом показаны на рис. 23-5, а для транзистора с р-каналом — на рис. 23-6.

Рис. 23-4. Схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом.

Рис. 23-5. Полярности источников тока, необходимые для смещения полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Рис. 23-6. Полярности источников тока, необходимые для смещения полевого транзистора с р-n-переходом и каналом р-типа.

23-1. Вопросы

1. Опишите, чем конструкция полевого транзистора с р-n-переходом отличается от конструкции биполярного транзистора.

2. Назовите три вывода полевого транзистора с р-n-переходом.

3. Как прекратить ток через полевой транзистор с р-n-переходом?

4. Дайте определения следующих терминов для полевого транзистора с р-n-переходом:

а. Обедненный слой.

б. Напряжение насыщения.

в. Исток.

г. Сток.

5. Нарисуйте схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом с p-каналом и с n-каналом и обозначьте их выводы.

23-2. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ ОБЕДНЕННОГО ТИПА

В полевых транзисторах с изолированным затвором не используют р-n-переход. Вместо него применяется металлический затвор, электрически изолированный от полупроводникового канала тонким слоем окисла. Это устройство известно как полевой транзистор на основе структуры металл-окисел-полупроводник (МОП транзистор).

Существует два типа таких транзисторов: устройства n-типа с n-каналами и устройства p-типа с p-каналами. Устройства n-типа с n-каналами называются устройствами обедненного типа, так как они проводят ток при нулевом напряжении на затворе. В устройствах обедненного типа электроны являются носителями тока до тех пор, пока их количество не уменьшится благодаря приложенному к затвору смещению, так как при подаче на затвор отрицательного смещения, ток стока уменьшается. Устройства p-типа с p-каналами называются устройствами обогащенного типа. В устройствах обогащенного типа поток электронов обычно отсутствует до тех пор, пока на затвор не подано напряжение смещения. Хотя полевые транзисторы обедненного типа с p-каналом и транзисторы обогащенного типа с n-каналом и существуют, они обычно не используются.

На рис. 23-7 изображено сечение полевого транзистора обедненного типа с n-каналом. Он образован имплантацией n-канала в подложку p-типа.

Рис. 23-7. МОП транзистор обедненного типа с n-каналом.

После этого на канал наносится тонкий изолирующий слой двуокиси кремния, оставляющий края канала свободными для подсоединения выводов, стока и истока. После этого на изолирующий слой наносится тонкий металлический слой. Этот металлический слой служит затвором. Дополнительный вывод подсоединяется к подложке. Металлический затвор изолирован от полупроводникового канала, так что затвор и канал не образуют р-n-переход. Металлический затвор используется для управления проводимостью канала так же, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом.

На рис. 23-8 изображен полевой транзистор с изолированным затвором и каналом n-типа.

Рис. 23-8. МОП транзистор обедненного типа с n-каналом и приложенным смещением.

Сток всегда имеет положительный потенциал по отношению к истоку, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом. В канале n-типа основными носителями являются электроны, обеспечивающие ток стока (IC), протекающий от истока к стоку. Величиной тока стока управляет напряжение смещения (ЕЗИ), приложенное между затвором и истоком, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом. Когда напряжение на истоке равно нулю, через устройство течет заметный ток стока, так как в канале имеется большое количество основных носителей (электронов). Когда на затворе отрицательный потенциал по отношению к истоку, ток стока уменьшается вследствие обеднения основных носителей. Если отрицательный потенциал достаточно велик, то ток стока падает до нуля.

Основное различие между полевыми транзисторами с р-n-переходом и полевыми транзисторами с изолированным затвором состоит в том, что на затворе полевого транзистора с изолированным затвором может также быть и положительный потенциал по отношению к истоку. В полевом транзисторе с р-n-переходом нельзя подать такой потенциал на исток, так как в этом случае р-n-переход затвор-канал будет смещен в прямом направлении.

Когда напряжение на затворе полевого МОП-транзистора обедненного типа положительно, изолирующий слой из двуокиси кремния предотвращает какой-либо ток через затвор. Входное сопротивление остается высоким, и в канале появляется больше носителей (электронов), что увеличивает его проводимость. Положительное напряжение на затворе может быть использовано для увеличения тока стока МОП транзистора, а отрицательное напряжение на затворе может быть использовано для уменьшения тока стока. Поскольку отрицательное напряжение подается на затвор для обеднения n-канала МОП транзистора, он называется устройством обедненного режима. Когда напряжение на затворе равно нулю, через МОП транзистор течет большой ток стока. Все устройства обедненного типа обычно открываются при напряжении на затворе, равном нулю.

Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с n-каналом показано на рис. 23-9.

Рис. 23-9. Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с n-каналом.

Заметим, что вывод затвора отделен от выводов стока и истока. Стрелка, направленная к подложке, указывает, что этот транзистор имеет канал n-типа. В некоторых МОП транзисторах подложка соединена внутри транзистора с истоком, и они не имеют отдельного вывода подложки.

МОП транзистор обедненного типа с n-каналом и правильно поданным напряжением смещения изображен на рис. 23–10.

Рис. 23–10. Правильно смещенный МОП транзистор обедненного типа с n-каналом.

Заметим, что он смещен точно так же, как и полевой транзистор с р-n-переходом и каналом n-типа. Напряжение сток-исток (ЕСИ) должно всегда прикладываться таким образом, чтобы сток имел положительный потенциал по отношению к истоку. Напряжение затвор-исток (ЕЗИ) должно иметь обратную полярность. Подложка обычно соединяется с истоком либо внутри транзистора, либо снаружи. В специальных случаях подложка может быть соединена с затвором или с другой точкой цепи.

МОП транзистор обедненного типа может быть изготовлен с каналом p-типа. Транзисторы с p-каналом работают точно так же, как и транзисторы с n-каналом. Разница только в том, что основными носителями являются дырки. Вывод стока имеет отрицательный потенциал по отношению к истоку, и ток стока течет в противоположном направлении.

Потенциал затвора может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к истоку.

На рис. 23–11 показано схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с p-каналом. Отличие от обозначения МОП транзистора с n-каналом состоит в том, что стрелка направлена от подложки.

Рис. 23–11. Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с р-каналом.

МОП транзисторы обедненного типа как с n-каналом, так и с p-каналом являются симметричными. Выводы стока и истока можно поменять местами. В специальных случаях затвор может быть смещен от области стока для того, чтобы уменьшить емкость между затвором и стоком. В случае, когда затвор смещен, выводы стока и истока нельзя поменять местами.

23-2. Вопросы

1. Чем отличается конструкция МОП транзистора от конструкции полевого транзистора с р-n-переходом?

2. Опишите, как полевой МОП транзистор проводит ток.

3. В чем главное отличие работы МОП транзистора от работы полевого транзистора с р-n-переходом?

4. Нарисуйте схематические обозначения МОП транзисторов с n-каналом и с p-каналом и обозначьте их выводы.

5. Какие выводы можно поменять местами в МОП транзисторе и в полевом транзисторе с р-n-переходом?

23-3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ (МОП ТРАНЗИСТОРЫ) ОБОГАЩЕННОГО ТИПА

МОП транзисторы обедненного типа являются открытыми в нормальном состоянии. Это означает, что они имеют заметный ток стока при напряжении затвор-исток равном нулю. Это полезно во многих приложениях. Но также полезно иметь устройство, которое в нормальном состоянии закрыто; то есть устройство, проводящее ток только тогда, когда приложено напряжение ЕЗИ соответствующей величины. На рис. 23–12 изображен МОП транзистор, работающий как устройство, закрытое в нормальном состоянии. Он подобен МОП транзистору обедненного типа, но не имеет проводящего канала. Вместо этого в подложку внедрены раздельные области стока и истока. На рисунке показана подложка n-типа и области стока и истока р-типа. Может быть также использована и обратная конфигурация. Расположение выводов такое же, как и у МОП транзистора обедненного типа.

Рис. 23–12. МОП транзистор обогащенного типа с р-каналом.

МОП транзистор с p-каналом обогащенного типа должен быть смещен таким образом, чтобы на стоке был отрицательный потенциал по отношению к истоку. Когда к транзистору приложено только напряжение сток-исток (ЕСИ), ток стока отсутствует. Это обусловлено отсутствием проводящего канала между истоком и стоком. Когда на затвор подается отрицательный потенциал по отношению к истоку, дырки направляются к затвору, где они создают канал p-типа, позволяющий протекать току от стока к истоку.

При увеличении отрицательного напряжения на затворе размер канала увеличивается, что позволяет увеличиться и току стока. Увеличение напряжения на затворе позволяет увеличить ток стока.

Потенциал затвора МОП транзистора с p-каналом обогащенного типа может быть сделан положительным по отношению к истоку, и это не повлияет на работу транзистора. Ток стока в нормальном состоянии равен нулю и не может быть уменьшен подачей положительного потенциала на затвор.

Схематическое обозначение МОП транзистора с р-каналом обогащенного типа показано на рис. 23–13. Оно аналогично обозначению МОП транзистора с p-каналом обедненного типа, за исключением того, что области истока, стока и подложки разделены пунктирной линией. Это показывает, что транзистор в нормальном состоянии закрыт. Стрелка, направленная от подложки, обозначает канал р-типа.

Рис. 23–13. Схематическое обозначение МОП транзистора обогащенного типа с р-каналом.

МОП транзистор с p-каналом обогащенного типа с правильно поданным напряжением смещения показан на рис. 23–14.

Рис. 23–14. Правильно смещенный МОП транзистор обогащенного типа с р-каналом.

Заметим, что ЕСИ делает сток МОП транзистора отрицательным по отношению к истоку. ЕЗИ также делает затвор отрицательным по отношению к истоку. При увеличении ЕЗИ и подаче на затвор отрицательного потенциала, появляется заметный ток стока. Подложка обычно соединяется с истоком, но в отдельных случаях подложка и исток могут иметь различные потенциалы.

МОП транзисторы могут быть изготовлены с n-каналом обогащенного типа. Эти устройства работают с положительным напряжением на затворе так, что электроны притягиваются по направлению к затвору и образуют канал n-типа. В остальном они работают так же, как и устройства с каналом р-типа.

Схематическое обозначение МОП транзистора с n-каналом обогащенного типа показано на рис. 23–15. Оно аналогично обозначению устройства с р-каналом за исключением того, что стрелка направлена к подложке, обозначая канал n-типа. Правильно смещенный МОП транзистор с n-каналом обогащенного типа показан на рис. 23–16.

Рис. 23–15. Схематическое обозначение МОП транзистора обогащенного типа с n-каналом.

Рис. 23–16. Правильно смещенный МОП транзистор обогащенного типа с n-каналом.

МОП транзисторы с изолированным затвором обычно симметричны, как и полевые транзисторы с р-n-переходом. Следовательно, сток и исток можно поменять местами.

23-3. Вопросы

1. Чем МОП транзисторы обедненного и обогащенного типа отличаются друг от друга?

2. Опишите, как работает МОП транзистор с изолированным затвором обогащенного типа?

3. Нарисуйте схематические обозначения МОП транзисторов обогащенного типа с р-каналом и с n-каналом и обозначьте их выводы?

4. Почему МОП транзистор с изолированным затвором имеет четыре вывода?

5. Какие выводы МОП транзисторов обогащенного типа можно поменять местами?

23-4. МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С МОП ТРАНЗИСТОРАМИ

При работе с МОП транзисторами необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Важно проверить по данным производителя максимальное значение ЕЗИ. Если ЕЗИ будет слишком большим, то тонкий изолирующий слой разрушится, и транзистор выйдет из строя. Изолирующий слой достаточно чувствителен и может быть поврежден статическим зарядом, появляющимся на выводах транзистора. Электростатические заряды с пальцев могут перейти на выводы МОП транзистора, когда вы касаетесь его руками или при монтаже.

Для того чтобы избежать повреждения, МОП транзисторы обычно поставляются с соединенными вместе выводами. Закорачивание осуществляется следующими методами: соединение выводов проволокой, упаковка транзистора в закорачивающее кольцо, прессовка транзистора в проводящую пену, соединение нескольких транзисторов вместе, транспортировка в антистатических трубках и заворачивание транзисторов в металлическую фольгу.

Новейшие МОП транзисторы защищены с помощью стабилитронов, включенных внутри транзистора между затвором и истоком. Диоды защищают от статических разрядов и переходных процессов и избавляют от необходимости использования внешних закорачивающих устройств. В электронике переходным процессом называется временное изменение тока, вызванное резким изменением нагрузки, включением или выключением источника тока или импульсным сигналом.

С незащищенными МОП транзисторами можно без опаски работать при соблюдении следующих процедур:

1. До установки в цепь выводы транзистора должны быть соединены вместе.

2. Рука, которой вы будете брать транзистор, должна быть заземлена с помощью металлического браслета на запястье.

3. Жало паяльника следует заземлить.

4. МОП транзистор никогда не должен вставляться в цепь или удаляться из цепи при включенном питании.

23-4. Вопросы

1. По какой причине с МОП транзисторами надо обращаться очень осторожно?

2. Превышение какого напряжения может вывести МОП транзистор из строя?

3. Какие методы используются для защиты МОП транзисторов при транспортировке?

4. Какие меры предосторожности предприняты для защиты новейших МОП транзисторов?

5. Опишите процедуры, которые должны соблюдаться при работе с незащищенными МОП транзисторами.

23-5. ПРОВЕРКА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Проверка полевых транзисторов более сложна, чем проверка обычных транзисторов. Перед проверкой полевого транзистора необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1. Является устройство полевым транзистором с р-n-переходом или полевым МОП транзистором?

2. Является полевой транзистор устройством с каналом n-типа или устройством с каналом р-типа?

3. Если это МОП транзистор, то какого он типа — обедненного или обогащенного?

Перед удалением полевого транзистора из цепи или началом работы с ним проверьте — является он полевым транзистором с р-n-переходом или полевым МОП транзистором. МОП транзистор можно легко повредить, если не соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Закоротите все выводы МОП транзистора до тех пор, пока он не будет готов к работе.

2. Убедитесь в том, что рука, используемая для работы с МОП транзистором, заземлена.

3. Выключите питание цепи перед удалением или установкой МОП транзистора.

Как полевые транзисторы с р-n-переходом, так и МОП транзисторы могут быть легко проверены с помощью прибора для проверки транзисторов или с помощью омметра.

При использовании прибора для проверки транзисторов следуйте руководству по его эксплуатации.

Проверка полевых транзисторов с р-n-переходом при помощи омметра

1. Используйте низковольтный омметр на пределе Rх100.

2. Определите полярность выводов прибора. Белый — положительный, а черный — отрицательный.

3. Определите прямое сопротивление следующим образом:

а. Полевой транзистор с каналом n-типа: соедините положительный вывод с затвором, а отрицательный вывод с истоком или стоком. Поскольку и исток, и сток соединены с каналом, необходимо проверить только одну сторону. Прямое сопротивление должно быть низким.

б. Полевой транзистор с каналом р-типа: соедините отрицательный вывод с затвором, а положительный с истоком или стоком.

4. Определите обратное сопротивление следующим образом:

а. Полевой транзистор с каналом n-типа: соедините отрицательный вывод омметра с затвором, а положительный вывод с истоком или стоком. Полевой транзистор должен иметь бесконечное сопротивление. Низкое сопротивление указывает на короткое замыкание или наличие тока утечки.

б. Полевой транзистор с каналом р-типа: соедините положительный вывод с затвором, а отрицательный с истоком или стоком.

Проверка МОП транзисторов с помощью омметра

Прямое и обратное сопротивление можно проверить с помощью низковольтного омметра на его высшем пределе.

МОП транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление из-за наличия изолированного затвора. Прибор должен показать бесконечное сопротивление и в прямом и в обратном направлениях между затвором и истоком или стоком. Низкое значение сопротивления указывает на пробой изоляции между затвором и истоком или стоком.

23-5. Вопросы

1. На какие вопросы надо ответить перед проверкой полевых транзисторов?

2. Почему важно знать тип устройства (транзистор с р-n-переходом или МОП транзистор) перед удалением его из цепи?

3. Опишите, как проверить полевой транзистор с р-n-переходом с помощью омметра?

4. Опишите, как проверить МОН транзистор с помощью омметра?

5. Как проверить полевой транзистор с р-n-переходом или МОИ транзистор с помощью прибора для проверки транзисторов?

РЕЗЮМЕ

• Полевой транзистор с р-n-переходом использует для управления сигналом канал вместо р-n-переходов (в обычных транзисторах).

• Три вывода полевого транзистора с р-n-переходом подсоединены к затвору, истоку и стоку.

• Входной сигнал прикладывается между затвором и истоком для того, чтобы полевой транзистор с р-n-переходом мог управлять его величиной.

• Полевые транзисторы с р-n-переходом имеют очень высокое входное сопротивление.

• Схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом следующие:

• В МОП транзисторах (полевых транзисторах с изолированным затвором) затвор изолирован от канала тонким слоем окисла.

• МОП транзисторы обедненного типа обычно бывают с каналом n-типа и открыты в нормальном состоянии.

• МОП транзисторы обогащенного типа обычно бывают с каналом р-типа и закрыты в нормальном состоянии.

• Главное отличие между полевыми транзисторами с р-n-переходом и МОП транзисторами в том, что потенциал затвора в МОП транзисторах может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к истоку.

• Схематическое обозначение для МОП транзистора обедненного типа следующее:

• У большинства полевых транзисторов с р-n-переходом и МОП транзисторов выводы истока, и стока можно поменять местами, так как эти устройства являются симметричными.

• Схематическое обозначение для МОП транзистора обогащенного типа следующее:

• С МОП транзисторами следует обращаться осторожно, для избежания повреждения тонкого слоя окисла, отделяющего металлический затвор от канала.

• Электростатические заряды с пальцев могут повредить МОП транзистор.

• До использования выводы МОП транзистора должны быть соединены вместе.

• При работе с МОП транзисторами необходимо использовать металлический браслет на запястье, соединенный проволокой с землей.

• При пайке МОП транзисторов используйте заземленный паяльник и убедитесь в том, что питание цепи выключено.

• Как полевые транзисторы с р-n-переходом, так и МОП транзисторы могут быть проверены с помощью прибора для проверки транзисторов или с помощью омметра.

Глава 23. САМОПРОВЕРКА

1. Объясните, что означает напряжение отсечки полевого транзистора.

2. Как определить напряжение отсечки полевого транзистора с р-n-переходом?

3. Объясните, что такое МОП транзистор обедненного типа.

4. В каком режиме работы МОП транзистор обогащенного типа, вероятно, будет закрыт?

5. Напишите список мер предосторожности, которые должны соблюдаться при работе с МОП транзисторами.

Классификация и обозначение полевых транзисторов — Студопедия

Полевым транзистором называется четырехэлектродный полупроводниковый прибор, в котором ток создается носителями одного знака, а управление током осуществляется электрическим полем.

Все полевые транзисторы по своим конструктивным особенностям можно разделить на две группы:

– полевые транзисторы с p–n-переходом;

– полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП -транзисторы).

В дальнейшем рассмотрим только вторую группу транзисторов.

МДП -транзисторы (структура металл–диэлектрик–полупроводник) выполняют из кремния. В качестве диэлектрика используют окисел кремния . Отсюда другое название этих транзисторов – МОП -транзисторы (структура металл–окисел–полупроводник). Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное сопротивление этих транзисторов (1012…1014 Ом).

Принцип действия МДП -транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под действием поперечного электрического поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП -транзисторы выполняют двух типов: со встроенным и индуцированным каналом. Включение канала в электрическую цепь обеспечивается с помощью двух металлических электродов, один из которых называется истоком(И), а другой – стоком(С). Управление током канала осуществляется с помощью затвора (З), отделенного от канала слоем диэлектрика. Четвертым электродом является подложка (П), которая выполняет вспомогательную функцию и служит выводом исходной полупроводниковой пластины. МДП -транзисторы могут быть с каналом n— или p-типа. Условные графические обозначения МДП -транзисторов показаны на рис. 5.1.


Рис. 5.1. Условные обозначения МДП-транзисторов
со встроенным каналом p-типа (а) и n-типа (б),
с индуцированным каналом p-типа (в) и n-типа (г)

5.2. МДП-транзистор со встроенным каналом

5.2.1. Конструкция транзистора

Входной характеристикой называется зависимость тока стока от напряжения затвор–исток при фиксированном значении напряжения , т. е. при .


Выходные (стоковые) характеристики транзистора со встроенным каналом имеют вид, показанный на рис. 5.3, а. Рассмотрим вначале характеристику при отсутствии напряжения управления , что соответствует соединению затвора с истоком. Внешнее напряжение приложено к каналу (зажимам исток–сток) транзистора с полярностью, указанной на рис. 5.2.При через прибор протекает ток, определяющий исходную проводимость канала. На начальном участке характеристики, когда падение напряжения в канале мало, зависимость близка к линейной. По мере приближения к точке происходит сужение канала, из-за чего падение напряжения в канале все больше увеличивается, что повлияло на крутизну нарастания тока на участке . После точки сечение токопроводящего канала сужается до минимума и вызывает ограничение нарастания тока. Этот режим получил название режима насыщения, а напряжение, при котором происходит насыщение, называется напряжением насыщения .

Проводящие свойства канала определяются внешним управляющим напряжением , приложенным между затвором и истоком (подложкой).

Рис. 5.3. Характеристики транзистора со встроенным каналом:


а – стоковые характеристики; б – стоко-затворная характеристика

В случае поступления на затвор отрицательного напряжения , поперечное электрическое поле затвора оказывает отталкивающее действие на электроны – носители заряда в канале, которые выталкиваются из области канала в объем полупроводника подложки p-типа. Это приводит к уменьшению концентрации электронов в канале и соответственно к уменьшению проводимости канала. Вследствие этого стоковые характеристики при располагаются ниже кривой, соответствующей . Режим работы транзистора при , при котором происходит уменьшение концентрации носителей в канале, называется режимом обеднения.

При подаче на затвор положительного напряжения электрическое поле затвора притягивает электроны в канал из p-слоя полупроводника пластины. Концентрация носителей заряда в канале увеличивается, что соответствует режиму обогащения канала носителями. Проводимость канала возрастает, ток канала увеличивается. Стоковые характеристики при располагаются выше исходной ветви характеристики, соответствующей .

Если снять зависимость тока от напряжения для ряда значений напряжения , то получим семейство выходных характеристик полевого транзистора.

Примерный вид стоко-затворной характеристики полевого транзистора со встроенным каналом показан на рис. 5.3, б. Из рисунка следует, что ветвь характеристики при соответствует режиму обогащения, режим обеднения наблюдается при отрицательных значениях . При некотором значении отрицательного напряжения (напряжение отсечки) происходит полное закрытие канала, после чего ток канала уменьшается до нуля .

5.3. МДП -транзистор с индуцированным каналом

5.3.1. Конструкция транзистора

Конструкция МДП -транзистора с индуцированным каналом n-типа показана на рис. 5.4.

Рис. 5.5. Характеристики транзистора с индуцированным каналом:

а – стоковые характеристики; б – стоко-затворная характеристика

Вид стоко-затворной характеристики транзистора с индуцированным каналом показан на рис. 5.5, б. В отличие от транзистора со встроенным каналом, характеристика имеет только одну ветвь, соответствующую только режиму обогащения.

5.4. Основные параметры полевых транзисторов

naf-st >> Радиокомпоненты >> Условное графическое обозначение транзисторов

Полевые транзисторы с управляющим переходом К содержанию Специальные полупроводниковые приборы

Ниже приведено условное графическое обозначение биполярных, полевых и спешиал транзисторов


Рис. 1 — Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры n-p-n

На рисунке буква d означает диаметр в мм. 1/3d и 2/3d соответственно, треть и две трети от диаметра.


Рис. 2 — Условное графическое обозначение биполярного транзистора структуры p-n-p


Рис. 3 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом n-типа


Рис. 4 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с p-n-переходом и каналом p-типа


Рис. 5 — Условное графическое обозначение полевого транзистора со встроенным p-каналом обедненного типа


Рис. 6 — Условное графическое обозначение полевого транзистора со встроенным n-каналом обогащенного типа


Рис. 7 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным p-каналом обогащенного типа


Рис. 8 — Условное графическое обозначение полевого транзистора с индуцированным n-каналом обогащенного типа


Рис. 9 — Обозначение транзистора с барьером Шотки (транзистор Шотки)


Рис. 10 — Обозначение многоэмиттерного транзистора

Примечание: транзистор с барьером Шотки и многоэмиттерный транзистор встречаются лишь в микроэлектронике. Это так, для общего познания.


Рис. 11 — Условное графическое обозначение фототранзистора

Полевые транзисторы с управляющим переходом К содержанию Специальные полупроводниковые приборы

Условное графическое обозначение транзистора. Секреты зарубежных радиосхем

Первый транзистор

На фото справа вы видите первый рабочий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учеными — Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор был не очень презентабельным, это не помешало ему произвести революцию в электронике.

Трудно представить, какой была бы нынешняя цивилизация, если бы не был изобретен транзистор.

Транзистор — первое твердотельное устройство, способное усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации деталей и имеет компактные размеры. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было небольшое введение, но теперь давайте подробнее рассмотрим, что такое транзистор.

Во-первых, стоит вспомнить, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко вторым — полевые (они же униполярные).Основа как полевых, так и биполярных транзисторов — полупроводник. Основным материалом для производства полупроводников является германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия ( GaAs, ).

Стоит отметить, что транзисторы на основе кремния получили наибольшее распространение, хотя этот факт может скоро пошатнуться, поскольку развитие технологий продолжается.

Так уж сложилось, но в начале развития полупроводниковой технологии биполярный транзистор вышел вперед.Но не многие знают, что изначально ставка была сделана на создание полевого транзистора. Это вспомнилось позже. Прочтите о полевых транзисторах MOSFET.

Мы не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сначала узнаем, как это обозначено на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Во-первых, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур.Это структура P-N-P и N-P-N. Хотя мы не будем углубляться в теорию, просто помните, что биполярный транзистор может иметь структуру типа P-N-P или N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначены так.

Как видите, на рисунке показаны два условных графических символа. Если стрелка внутри круга направлена ​​на центральную линию, то это транзистор P-N-P. Если стрелка направлена ​​наружу, значит, она имеет структуру N-P-N.

Небольшой совет.

Чтобы не запоминать символ, а сразу определить тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применить эту аналогию.

Во-первых, давайте посмотрим, куда указывает стрелка на обычном изображении. Далее, мы представляем, что идем в направлении стрелки, и если мы натолкнемся на «стену» — вертикальную линию — тогда это означает: «Пройдите H em»! « H em» — значит п- н -п (п- Н -П).

Ну а если зайти и не нарваться на «стенку», то на схеме показан транзистор n-p-n. Аналогичная аналогия может быть использована для полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Об обозначении различных полевых транзисторов читайте на схеме

.

Обычно дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда он может иметь четыре контакта, но четвертый используется для подключения металлического корпуса к общему проводу.Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно коллектор (о нем поговорим позже), может быть в виде фланца для крепления к радиатору охлаждения или быть частью металлического корпуса.

Взгляните. На фото представлены различные транзисторы советского производства, а также начала 90-х годов.

Но это современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет свое назначение и название: база, эмиттер и коллектор.Обычно эти имена сокращаются и записываются просто B ( Base ), E ( Emitter ), K ( Collector ). На зарубежных схемах вывод коллектора обозначен буквой C , это от слова Collector — «коллектор» (глагол Collect — «собрать»). Базовый вывод обозначен как B , от слова Base (от английского Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну и выход эмиттера обозначается буквой E , от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов».В этом случае эмиттер служит источником электронов, так сказать поставщиком.

Выводы транзисторов нужно впаять в электронную схему, строго соблюдая распиновку. То есть вывод коллектора припаивается именно к той части схемы, где он должен быть подключен. Нельзя паять вывод коллектора или эмиттера вместо вывода базы. В противном случае схема работать не будет.

Как узнать, где на схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Это просто.Выход со стрелкой всегда является эмиттером. Тот, который нарисован перпендикулярно (под углом 90 0) к центральной линии, является штифтом основания. А тот, что остался, — это коллекционер.

Также на принципиальных схемах транзистор обозначен символом VT или Q … В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T . .. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например Q505 или VT33.При этом следует учитывать, что буквы VT и Q обозначают не только биполярные транзисторы, но и полевые транзисторы.

В реальной электронике транзисторы легко перепутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегрированными стабилизаторами, поскольку они имеют одинаковый корпус. Особенно легко запутаться, когда на электронный компонент наносится неизвестная маркировка.

В этом случае необходимо знать, что на многих печатных платах обозначено расположение и указан тип элемента.Это так называемая шелкография. Так что Q305 можно написать на плате рядом с деталью. Это означает, что данный элемент является транзистором и его порядковый номер на принципиальной схеме 305. Также бывает, что название электрода транзистора указано рядом с выводами. Итак, если рядом с выходом стоит буква Е, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что на плате установлено — транзистор или совершенно другой элемент.

Как уже было сказано, это утверждение верно не только для биполярных транзисторов, но и для полевых транзисторов. Поэтому после определения типа элемента необходимо уточнить класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесенной на его корпус.


Транзистор полевой FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой тип или маркировку.Пример маркировки: КТ814. По нему можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указываются в даташите. Это также справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы одной серии, но с немного разными электрическими параметрами. Тогда имя содержит дополнительные символы в конце или, реже, в начале маркировки. (например, буква А или Д).

Зачем заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно добиться одинаковых характеристик для всех транзисторов.Всегда есть некая, пусть небольшая, но разница в параметрах. Поэтому они делятся на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно раньше, когда технология их массового производства только совершенствовалась.

А теперь разберемся, что такое полевые транзисторы. Полевые транзисторы очень распространены как в старых схемах, так и в современных.В наше время в большей степени используются устройства с изолированным затвором; Сегодня мы поговорим о типах полевых транзисторов и их особенностях. В статье я проведу сравнение с биполярными транзисторами, в отдельных местах.

Определение

Полевой транзистор — это полностью управляемый полупроводниковый переключатель, управляемый электрическим полем. Это главное отличие с точки зрения практики от биполярных транзисторов, которые управляются током.Электрическое поле создается напряжением, приложенным к затвору относительно источника. Полярность управляющего напряжения зависит от типа канала транзистора. Здесь есть хорошая аналогия с электронными лампами.

Другое название полевых транзисторов — униполярный. «UNO» означает один. В полевых транзисторах, в зависимости от типа канала, ток проводится только одним типом носителей, дырками или электронами. В биполярных транзисторах ток формировался от двух типов носителей заряда — электронов и дырок, независимо от типа устройств.Полевые транзисторы в целом можно разделить на:

    транзисторы с управляющим p-n-переходом;

    транзистора с изолированным затвором.

Оба они могут быть n-канальными и p-канальными, положительное управляющее напряжение должно быть приложено к затвору первого, чтобы открыть ключ, а для последнего — отрицательное по отношению к источнику.

Все типы полевых транзисторов имеют три вывода (иногда 4, но редко, встречал только на советских и подключали к корпусу).

1. Источник (источник носителей заряда, аналог биполярного эмиттера).

2. Сток (приемник носителей заряда от истока, аналог коллектора биполярного транзистора).

3. Затвор (управляющий электрод, аналог сетки на лампах и базы на биполярных транзисторах).

Pn переходной транзистор

Транзистор состоит из следующих областей:

4. Затвор.

На изображении вы можете увидеть схематическую структуру такого транзистора, выводы подключены к металлизированным участкам затвора, истока и стока.В конкретной схеме (это устройство с p-каналом) затвор является n-слоем, имеет меньшее удельное сопротивление, чем область канала (p-слой), а область pn-перехода расположена больше в p-области для эта причина.

а — транзистор полевой n-типа, б — транзистор полевой p-типа

Для облегчения запоминания запомните обозначение диода, где стрелка указывает от p-области к n-области. Здесь также.

Первое состояние — приложение внешнего напряжения.

Если к такому транзистору приложить напряжение, плюс к стоку и минус к истоку, через него будет протекать большой ток, он будет ограничен только сопротивлением канала, внешними сопротивлениями и внутренним сопротивлением источник питания. Аналогию можно провести с нормально закрытым ключом. Этот ток называется Istart или начальным током стока при Uz = 0.

Полевой транзистор с управляющим pn переходом, без управляющего напряжения, приложенного к затвору, максимально открыт.

Напряжение на сток и исток подается следующим образом:

Основные носители заряда вводятся через источник!

Это означает, что если транзистор p-канальный, то положительный вывод блока питания подключен к источнику, так как основными носителями являются дырки (носители положительного заряда) — это так называемая дырочная проводимость. Если транзистор n-канальный, подключите отрицательный вывод блока питания к источнику, потому что в нем основными носителями заряда являются электроны (носители отрицательного заряда).

Источник — источник основных носителей заряда.

Вот результаты моделирования для такой ситуации. Слева — p-канальный транзистор, а справа — n-канальный транзистор.

Второе состояние — подаем напряжение на затвор

Когда положительное напряжение приложено к затвору относительно источника (Uzi) для p-канала и отрицательное для n-канала, оно смещается в противоположном направлении, область p-n-перехода расширяется по направлению к каналу.В результате ширина канала уменьшается, ток уменьшается. Напряжение затвора, при котором ток через переключатель перестает течь, называется напряжением отсечки.

Достигнуто напряжение отключения, ключ полностью закрыт. На картинке с результатами моделирования показано такое состояние для p-канального (слева) и n-канального (справа) ключа. Кстати, на английском такой транзистор называется JFET.

Режим работы транзистора при напряжении Узи либо нулевой, либо обратный.За счет обратного напряжения можно «закрыть транзистор», он используется в усилителях класса А и других схемах, где требуется плавное регулирование.

Режим отсечки возникает при Узи = U отсечки для каждого транзистора, он разный, но в любом случае применяется в обратном направлении.

Характеристики, В перем. Тока

Выходная характеристика называется графиком, который показывает зависимость тока стока от Ussi (приложенного к клеммам стока и истока) при различных напряжениях затвора.

Его можно разбить на три части. Сначала (в левой части графика) мы видим омическую область — в этом промежутке транзистор ведет себя как резистор, ток увеличивается почти линейно, достигая определенного уровня, уходит в область насыщения (в центре графика ).

В правой части графика мы видим, что ток снова начинает расти, это область пробоя, транзистора здесь быть не должно. Самая верхняя ветвь, показанная на рисунке, — это ток при нулевом узи, мы видим, что ток здесь самый большой.

Чем выше напряжение Узи, тем меньше ток стока. Каждая из веток отличается на 0,5 вольта на затворе. Что мы подтвердили моделированием.

Здесь показана характеристика сток-затвор, то есть зависимость тока стока от напряжения на затворе при том же напряжении сток-исток (в этом примере 10 В), здесь шаг сетки также составляет 0,5 В, мы снова видим, что Чем ближе напряжение Uzi к 0, тем больше ток стока.

В биполярных транзисторах был такой параметр, как коэффициент передачи тока или коэффициент усиления, он обозначался как B или h31e или Hfe.В полевых условиях крутизна обозначается буквой S, что указывает на возможность усиления напряжения.

То есть наклон показывает, на сколько миллиампер (или ампер) увеличивается ток стока с увеличением напряжения затвор-исток на количество Вольт при постоянном напряжении сток-исток. Его можно рассчитать на основе характеристики сток-затвор, в приведенном выше примере крутизна составляет около 8 мА / В.

Схемы подключения

Как и в случае биполярных транзисторов, существует три типичных схемы переключения:

1.С общим источником (а). Применяется чаще всего, дает усиление по току и мощности.

2. С общей шторкой (б). Редко используется, низкий входной импеданс, без усиления.

3. С общим сливом (в). Коэффициент усиления по напряжению близок к 1, входное сопротивление велико, а выходное сопротивление низкое. Другое имя — последователь источника.

Особенности, преимущества, недостатки

    Основное преимущество полевого транзистора высокое входное сопротивление … Входное сопротивление — это отношение тока к напряжению затвор-исток. Принцип действия заключается в управлении с помощью электрического поля, которое образуется при приложении напряжения. Т.е. полевые транзисторы управляются напряжением .

  • практически не потребляет управляющий ток, это снижает потери управления, искажения сигнала, перегрузка по току источника сигнала …
  • Средняя частота характеристики полевого транзистора лучше, чем у биполярного , это связано с тем, что требуется меньше времени для «рассеивания» носителей заряда в областях биполярного транзистора.Некоторые современные биполярные транзисторы могут превосходить полевые транзисторы, это связано с использованием более совершенных технологий, уменьшением ширины базы и так далее.

    Низкий уровень шума полевых транзисторов обусловлен отсутствием процесса инжекции заряда, как в биполярных.

    Устойчивость к перепадам температуры.

    Низкое энергопотребление в проводящем состоянии — больше КПД ваших устройств.

Простейшим примером использования высокого входного импеданса являются согласующие устройства для подключения электроакустических гитар с пьезо датчиками и электрогитар с электромагнитными датчиками к линейным входам с низким входным сопротивлением.

Низкое входное сопротивление может вызвать провалы сигнала, искажающие его форму в различной степени в зависимости от частоты сигнала. Это означает, что вам нужно избежать этого, добавив каскад с высоким входным сопротивлением. Вот простейшая схема такого устройства. Подходит для подключения электрогитары к линейному входу компьютерной звуковой карты. С ним звук станет ярче, а тембр богаче.

Главный недостаток в том, что такие транзисторы боятся статического электричества.Можно взять элемент наэлектризованными руками, и он сразу выйдет из строя, это следствие управления ключом с помощью поля. С ними рекомендуется работать в диэлектрических перчатках, подключенных через специальный браслет к земле, с помощью низковольтного паяльника с изолированным наконечником, а выводы транзистора могут быть соединены проводом для их короткого замыкания при установке.

Современные устройства этого практически не боятся, так как в них на входе могут быть встроены защитные устройства типа стабилитронов, которые срабатывают при превышении напряжения.

Иногда начинающие радиолюбители испытывают страхи, доходящие до абсурда, например, надевают на голову фольгированные шляпы. Хотя все описанное выше является обязательным, несоблюдение каких-либо условий не гарантирует выхода устройства из строя.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Этот тип транзисторов активно используется в качестве переключателей с полупроводниковым управлением. Причем чаще всего они работают в ключевом режиме (два положения «включено» и «выключено»).У них несколько названий:

1. МДП-транзистор (металл-диэлектрик-полупроводник).

2. МОП-транзистор (металлооксидный полупроводник).

3. MOSFET-транзистор (металл-оксид-полупроводник).

Помните — это всего лишь вариации одного имени. Диэлектрик, или оксид, как его еще называют, действует как изолятор для затвора. На схеме ниже изолятор показан между n-областью около затвора и затвором в виде белой области с точками. Изготовлен из диоксида кремния.

Диэлектрик исключает электрический контакт между электродом затвора и подложкой. В отличие от управляющего pn-перехода, он работает не по принципу расширения перехода и перекрытия канала, а по принципу изменения концентрации носителей заряда в полупроводнике под действием внешнего электрического поля. МОП-транзисторы бывают двух типов:

1. Со встроенным каналом.

2. С индуцированным каналом

На схеме вы видите транзистор со встроенным каналом.По нему уже можно догадаться, что принцип его работы напоминает полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, т.е.при нулевом напряжении на затворе через переключатель протекает ток.

Две области с повышенным содержанием примесных носителей заряда (n +) с повышенной проводимостью создаются вблизи истока и стока. Подложка называется основанием П-типа (в данном случае).

Обратите внимание, что кристалл (подложка) подключен к источнику, во многих условных графических символах он нарисован именно так.По мере увеличения напряжения затвора в канале появляется поперечное электрическое поле, которое отталкивает носители заряда (электроны), и канал закрывается при достижении порога Uzi.

При подаче отрицательного напряжения затвор-исток ток стока падает, транзистор начинает закрываться — это называется режимом истощения.

Когда на затвор-исток подается положительное напряжение, происходит обратный процесс — электроны притягиваются, ток увеличивается. Это режим обогащения.

Все вышесказанное верно для полевых МОП-транзисторов со встроенным N-каналом. Если канал p-типа заменяет все слова «электроны» на «дырки», полярности напряжения меняются на противоположные.

Согласно техническому описанию этого транзистора, пороговое напряжение затвор-исток составляет около одного вольт, а его типичное значение составляет 1,2 В, давайте проверим это.

Ток стал в микроамперах. Если еще немного увеличить напряжение, оно полностью исчезнет.

Я наугад выбрал транзистор и наткнулся на довольно чувствительное устройство. Попробую поменять полярность напряжения, чтобы на затворе был положительный потенциал, проверьте режим обогащения.

При напряжении затвора 1 В ток увеличился в четыре раза по сравнению с тем, что было при 0 В (первое изображение в этом разделе). Из этого следует, что, в отличие от транзисторов предыдущего типа и биполярных транзисторов, он может работать как на увеличение тока, так и на его уменьшение без дополнительной обвязки.Это утверждение очень грубое, но в первом приближении имеет право на существование.

Здесь все почти так же, как в транзисторе с управляющим переходом, за исключением наличия режима обогащения в выходной характеристике.

Характеристика сток-затвор ясно показывает, что отрицательное напряжение вызывает истощение и закрытие ключа, а положительное напряжение на затворе вызывает обогащение и большее открытие ключа.

МОП-транзисторы с индуцированным каналом не проводят ток при отсутствии напряжения на затворе, точнее, есть ток, но он крайне мал, потому что это обратный ток между подложкой и сильно легированными стоком и истоком. порции.

Полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом аналогичен нормально разомкнутому ключу, ток не течет.

При наличии напряжения затвор-исток, поскольку мы рассматриваем n-тип индуцированного канала, то напряжение положительное, под действием поля отрицательные носители заряда притягиваются к области затвора.

Так появляется «коридор» для электронов от истока к стоку, появляется канал, открывается транзистор и по нему начинает течь ток.У нас подложка p-типа, в ней основные носители положительного заряда (дырки), отрицательных носителей очень мало, но под действием поля они отрываются от своих атомов, и начинается их движение. Отсюда отсутствие проводимости при отсутствии напряжения.

Выходная характеристика в точности повторяет то же самое для предыдущих, с той лишь разницей, что напряжения Узи становятся положительными.

Характеристика сток-затвор показывает то же самое, разница опять же в напряжениях затвора.

При рассмотрении вольт-амперных характеристик крайне важно внимательно смотреть на значения, записанные по осям.

На ключ было подано напряжение 12 В, а на затворе имеем 0. Ток через транзистор не течет.

Это означает, что транзистор полностью открыт, если бы его не было, ток в этой цепи был бы 12/10 = 1,2 А. Позже я изучил, как работает этот транзистор, и выяснил, что при 4 вольтах он начинает открываться .

Добавив по 0,1В, я заметил, что с каждой десятой вольта ток нарастает все больше и на 4,6 Вольт транзистор почти полностью открыт, разница с напряжением затвора 20В по току стока составляет всего 41 мА, при 1.1 А это ерунда.

Этот эксперимент отражает тот факт, что индуцированный канальный транзистор открывается только при достижении порогового напряжения, что позволяет ему идеально работать как переключатель в импульсных цепях. Собственно, IRF740 — один из самых распространенных.

Результаты измерений тока затвора показали, что действительно полевые транзисторы почти не потребляют управляющий ток. При напряжении 4,6 вольта ток был всего 888 нА (нано !!!).

При 20 В было 3,55 мкА (микро). У биполярного транзистора он будет порядка 10 мА, в зависимости от усиления, что в десятки тысяч раз больше, чем у полевого транзистора.

Не все ключи открываются при таком напряжении, это связано с конструкцией и особенностями схемотехники устройств, в которых они используются.

Разряженная емкость в первый момент времени требует большого зарядного тока, и даже редкие управляющие устройства (ШИМ-контроллеры и микроконтроллеры) имеют сильные выходы, поэтому в них используются драйверы для полевых вентилей, как в полевых транзисторах, так и в (биполярных с утепленные ворота). Это усилитель, который преобразует входной сигнал в выходной сигнал такой величины и силы тока, достаточной для включения и выключения транзистора. Зарядный ток также ограничивается резистором, включенным последовательно с затвором.

В этом случае некоторыми воротами можно управлять и с порта микроконтроллера через резистор (тот же IRF740). Мы затронули эту тему.

Они напоминают полевые транзисторы с управляющим затвором, но отличаются таковым на УГО, так как в самом транзисторе затвор отделен от подложки, а стрелка в центре указывает тип канала, но направлена ​​от подложка к каналу, если это n-канальный МОП-транзистор — в сторону шторки и наоборот.

Для ключей с индуцированным каналом:

Это может выглядеть так:

Обратите внимание на англоязычные названия контактов, они часто указываются в даташитах и ​​на схемах.

Для ключей со встроенным каналом:

Транзистор (от английских слов tran (sfer) — передача и (re) sistor — сопротивление) — полупроводниковое устройство, предназначенное для усиления, генерации и преобразования электрических колебаний.Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы … Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинакова (p или n), база — противоположная (n или p). Другими словами, биполярный транзистор содержит два pn перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).

Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые устройства обозначены, как показано на рис.8.1 … Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует основание, две наклонные линии, проведенные к его краям под углом 60 ° — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по обозначению эмиттера: если его стрелка направлена ​​в сторону базы (см. рис. 8.1 , VT1), это означает, что эмиттер имеет электропроводность p-типа, и база n типа; если стрелка направлена ​​в противоположном направлении (VT2), электрическая проводимость эмиттера и базы меняется на противоположную.

Знание электропроводности базового эмиттера и коллектора необходимо для правильного подключения транзистора к источнику питания. В справочниках эта информация представлена ​​в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводность типа n, обозначается формулой pnp, а транзистор с базой, имеющей проводимость типа p, обозначается формулой npn. В первом случае на базу и коллектор должно быть подано отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру, во втором — положительное.

Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещается в кружок, символизирующий его корпус. Иногда к одному из выводов транзистора подключают металлический корпус. На схемах это показано точкой на пересечении соответствующей булавки с символом рамки. Если корпус оборудован отдельной клеммой, клеммную линию можно соединить в круг без точки (VT3 на рис. 8.1 ). В целях повышения информативности схем допускается указывать его тип рядом с позиционным обозначением транзистора.

Линии электрической связи от эмиттера и коллектора проходят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно базовому выводу (VT3-VT5). Излом штифта основания допускается только на определенном расстоянии от обозначения кузова (VT4).

Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае эмиттерные символы обычно изображаются на одной стороне базового символа, а круг обозначения корпуса заменяется овалом ( рис.8.1 , VT6).

Стандарт позволяет изображать транзисторы без символа корпуса, например, при изображении транзисторов без упаковки или когда необходимо показать транзисторы, которые являются частью сборки транзисторов или интегральной схемы.

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде независимого устройства, транзисторы сборок обозначаются одним из следующих способов: либо использовать код VT и присваивать им порядковые номера вместе с другими транзисторами ( В этом случае такую ​​запись ставят в поле схемы: VT1-VT4 K159NT1), либо используйте код аналоговых микросхем (DA) и указывайте принадлежность транзисторов в сборке в условном обозначении ( рис.8.2 , DA1.1, DA1.2). Выводам таких транзисторов, как правило, дается условная нумерация, присвоенная выводам корпуса, в котором сделана матрица.

Без условного обозначения корпуса на схемах показаны транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (например, на рис. 8.2 показаны транзисторы p-p-p структуры с тремя и четырьмя эмиттерами).

Графические символы для некоторых типов биполярных транзисторов получаются путем введения специальных символов в основной символ.Так, для изображения лавинного транзистора между символами эмиттера и коллектора помещается знак лавинного пробоя (см. рис. 8.3 , VT1, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.

УГО однопереходного транзистора устроено иначе: у него один pn-переход, но два базовых выхода. Обозначение эмиттера в УГО этого транзистора вынесено на середину условного обозначения базы ( рис. 8.3, , VT3, VT4).Об электропроводности последнего судят по символу излучателя (направление стрелки).

УГО большой группы транзисторов с pn-переходом, называемой полевыми … Основой такого транзистора является канал с электропроводностью n- или p-типа, созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и слить). Сопротивление канала контролируется третьим электродом — затвором. Канал изображен так же, как база биполярного транзистора, но помещен в середину круглого корпуса ( рис.8.4 , VT1), символы истока и стока подключены к нему с одной стороны, затвор — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указана стрелкой на символе затвора (на рис. 8.4 условное графическое обозначение VT1 обозначает транзистор с каналом n-типа, VT1 — с каналом p-типа).

В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (изображается штрихом, параллельным условному обозначению канала с выходом на продолжении линии истока) показана электропроводность канала. стрелкой, помещенной между символами истока и стока.Если стрелка направлена ​​в сторону канала, то это означает, что показан транзистор с каналом n-типа, а если в обратном направлении (см. рис. 8.4 , VT3) — с каналом p-типа. То же самое проделать при наличии вывода с подложки (VT4), а также при отображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких черточки (см. рис. 8.4 , VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с источником), это отображается внутри UGO без точки (VT1, VT8).

Полевой транзистор может иметь несколько вентилей. Они обозначены более короткими черточками, а выходная линия первого затвора должна быть размещена на продолжении исходной линии (VT9).

Выводы полевого транзистора допускаются к вывозу [цензура] только на определенном расстоянии от символа корпуса (см. рис. 8.4 , VT2). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть подключен к одному из электродов или иметь независимый вывод (например, транзисторы типа КПЗ03).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широко используются фототранзисторы … В качестве примера на рис. 8.5 показаны условные графические обозначения фототранзисторов с базовым выводом (FT1, VT2) и без него (K73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптопар. В этом случае УГО фототранзистора вместе с УГО эмиттера (обычно светодиод) заключено в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменены на стрелки, перпендикулярные основанию. условное обозначение.

Например, на рис. 8.5 изображает одну из оптопар сдвоенного оптопара (это обозначено позиционным обозначением U1.1). Аналогично строится оптопара UHO с составным транзистором (U2).

Если вы только начали разбираться в радиотехнике, то в этой статье я расскажу о , как на схеме обозначены радиодетали, как они называются на ней и какой у них внешний вид .

Здесь вы узнаете, как устроен транзистор, диод, конденсатор, микросхема, реле и т. Д.указаны.

Щелкните для получения более подробной информации.

Как обозначается биполярный транзистор

Все транзисторы имеют три вывода, и если он биполярный, то есть два типа, как видно из изображения перехода PNP и перехода PNN. И три контакта называются эмиттером, k-коллектором и b-базой. Где какой пин на самом транзисторе ищется в справочнике, или введите название транзистора + пины в поиске.

Транзистор имеет следующий вид, и это лишь малая часть их внешнего вида, существующие номиналы полны.

Как обозначается полярный транзистор

Уже есть три пина со следующими названиями, это s-gate, i-source, s-сток

Но внешний вид визуально мало отличается, а точнее может иметь одинаковую базу. Вопрос в том, как узнать, что это за база, а это уже из справочников или Интернета по написанному на базе обозначению.

Как обозначается конденсатор

Конденсаторы бывают полярными и неполярными.

Отличие их обозначений в том, что одна из клемм обозначена на полярной знаком «+», а емкость измеряется в микрофарадах «микрофарадах».

А они имеют такой вид, надо учитывать, что если конденсатор полярный, то на базе с одной из сторон ножек указан вывод, только на этот раз это в основном знак «-«.

Как обозначаются диод и светодиод

Обозначение светодиода и диода на схеме отличается тем, что светодиод заключен в корпус и выступают две стрелки.Но их роль иная — диод служит для выпрямления тока, а светодиод уже для излучения света.

А у светодиода такой вид.

А это вроде обычные выпрямительные и импульсные диоды например:

Как обозначена микросхема.

Микросхемы

— это меньшие по размеру схемы, выполняющие ту или иную функцию, при этом они могут иметь большое количество транзисторов.

А у них такой вид.

Обозначение реле

В первую очередь, думаю, о них слышали автомобилисты, особенно водители «Жигулей».

С тех пор, как не было форсунок и транзисторы не получили широкого распространения, в автомобиле практически включались и управлялись через реле фары, прикуриватель, стартер и все в нем.

Это простейшая схема реле.

Здесь все просто, на электромагнитную катушку подается ток определенного напряжения, который, в свою очередь, замыкает или размыкает участок цепи.

На этом статья завершается.

Если хотите, какие радиодетали вы хотите увидеть в следующей статье, пишите в комментариях.

Умение читать электрические схемы — важная составляющая, без которой невозможно стать специалистом в области электромонтажных работ. Каждый начинающий электрик должен знать, как указываются розетки, выключатели, коммутационные устройства и даже счетчик электроэнергии на проекте электромонтажа по ГОСТу. Далее мы предоставим читателям сайта обозначения в электрических схемах, как графические, так и буквенные.

Графика

Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, то мы предоставим этот обзор в виде таблиц, в которых продукты будут сгруппированы по назначению.

В первой таблице вы можете увидеть, как электрические коробки, платы, шкафы и консоли обозначены на схемах подключения:

Следующее, что вам нужно знать, это условное обозначение розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:

Что касается осветительных элементов, то лампы и лампы по ГОСТу указывают:

В более сложных схемах, где используются электродвигатели, используются такие элементы, как:

Также полезно знать, как трансформаторы и дроссели графически обозначены на основных схемах подключения:

Электроизмерительные приборы по ГОСТ на чертежах имеют следующие графические обозначения:

А вот, кстати, полезная для начинающих электриков таблица, в которой показано, как на схеме разводки выглядит контур заземления, а также сама линия электропередачи:

Кроме того, на диаграммах можно увидеть волнистую или прямую линию, «+» и «-», которые обозначают тип тока, напряжение и форму импульса:

В более сложных схемах автоматизации можно встретить непонятные графические символы, например, контактные соединения.Запомните, как эти устройства обозначены на схемах подключения:

Кроме того, следует знать, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.):

Вот и все условные графические обозначения в электрических схемах силовых цепей и освещения. Как вы уже убедились, компонентов довольно много, и вы можете вспомнить, как каждый назначается только с опытом. Поэтому все эти таблицы рекомендуем сохранить при себе, чтобы при чтении проекта схемы разводки дома или квартиры можно было сразу определить, какой элемент схемы находится в определенном месте.

Интересное видео

Полимеры дикетопирролопиррола с тиениловыми и тиазолильными линкерами для применения в полевых транзисторах и полимерных солнечных элементах

Интерфейсы ACS Appl Mater . 2016 9 ноября; 8 (44): 30328-30335. DOI: 10.1021 / acsami.6b06967. Epub 2016 25 октября.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Колледж химии и экологических наук, Университет Хэбэй, Баодин 071002, Китай.
  • 2 Пекинская национальная лаборатория молекулярных наук, Ключевая лаборатория твердых органических веществ CAS, Институт химии Китайской академии наук, Пекин 10090, Китай.
  • 3 Государственная ключевая лаборатория механических свойств материалов, Сианьский университет Цзяотун, Сиань 710049, Китайская Народная Республика.
  • 4 Institut für Angewandte Photophysik, Technische Universität Dresden, George-Bähr-Strasse 1, 01069 Dresden, Germany.

Элемент в буфере обмена

Yaping Yu et al. Интерфейсы ACS Appl Mater. .

Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Интерфейсы ACS Appl Mater .2016 9 ноября; 8 (44): 30328-30335. DOI: 10.1021 / acsami.6b06967. Epub 2016 25 октября.

Принадлежности

  • 1 Колледж химии и экологических наук, Университет Хэбэй, Баодин 071002, Китай.
  • 2 Пекинская национальная лаборатория молекулярных наук, Ключевая лаборатория твердых органических веществ CAS, Институт химии Китайской академии наук, Пекин 10090, Китай.
  • 3 Государственная ключевая лаборатория механических свойств материалов, Сианьский университет Цзяотун, Сиань 710049, Китайская Народная Республика.
  • 4 Institut für Angewandte Photophysik, Technische Universität Dresden, George-Bähr-Strasse 1, 01069 Dresden, Germany.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Конъюгированные полимеры, состоящие из звеньев дикетопирролопиррола (DPP), были успешно применены в полевых транзисторах (FET) и полимерных солнечных элементах (PSC), в то время как большинство полимеров DPP были разработаны в виде симметричных структур, содержащих идентичные ароматические линкеры.В этой рукописи мы разрабатываем новый асимметричный полимер DPP с различными ароматическими линкерами в основной цепи для применения в полевых транзисторах и PSC. Обозначение дает возможность точно регулировать уровни энергии конъюгированных полимеров, чтобы повлиять на производительность устройства. Асимметричный полимер демонстрирует высококристаллические свойства, высокую подвижность дырок 3,05 см 2 V -1 с -1 в полевых транзисторах и высокую эффективность 5,9% в PSC со спектральным откликом от 300 до 850 нм.Исследование морфологии демонстрирует, что асимметричный полимер имеет большой кристаллический домен в смешанных тонких пленках, что указывает на то, что характеристики солнечного элемента могут быть дополнительно улучшены за счет оптимизации микрофазового разделения. Исследование показывает, что асимметричный дизайн за счет корректировки ароматических линкеров в полимерах DPP является полезным путем к гибким электронным устройствам.

Ключевые слова: асимметричный полимер; сопряженный полимер; кристаллический; дикетопирролопиррол; полевые транзисторы; полимерные солнечные элементы.

Похожие статьи

  • Дикетопирролопиррольные полимеры для органических солнечных элементов.

    Ли В., Хендрикс К.Х., Винк М.М., Янссен Р.А. Ли В. и др. Acc Chem Res. 2016 19 января; 49 (1): 78-85. DOI: 10.1021 / acs.accounts.5b00334. Epub 2015 22 декабря. Acc Chem Res. 2016 г. PMID: 26693798

  • Конъюгированные полимеры на основе дикетопирролопиррол-порфирина для амбиполярных полевых транзисторов.

    Чжоу С., Ли С, Чжан Дж, Юй, Чжан А, Ву И, Ли В. Чжоу С. и др. Chem Asian J. 2017, 4 августа; 12 (15): 1861-1864. DOI: 10.1002 / asia.201700472. Epub 2017 12 июля. Chem Asian J. 2017. PMID: 28557361

  • Соотношение структура-свойство полупроводниковых полимеров для гибких и долговечных полимерных полевых транзисторов.

    Kim MJ, Jung AR, Lee M, Kim D, Ro S, Jin SM, Nguyen HD, Yang J, Lee KK, Lee E, Kang MS, Kim H, Choi JH, Kim B, Cho JH.Ким MJ и др. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2017 22 ноября; 9 (46): 40503-40515. DOI: 10.1021 / acsami.7b12435. Epub 2017 9 ноября. Интерфейсы ACS Appl Mater. 2017 г. PMID: 290

  • Кристаллические сопряженные полимеры для органических солнечных элементов: от донора, акцептора до однокомпонентных.

    Ся Д., Ли Ц., Ли В. Xia D, et al. Chem Rec. 2019 июн; 19 (6): 962-972.DOI: 10.1002 / tcr.201800131. Epub 2018 24 октября. Chem Rec. 2019. PMID: 30358095 Рассмотрение.

  • Последние достижения в разработке полупроводниковых полимеров, содержащих DPP, для применения в транзисторах.

    Nielsen CB, Turbiez M, McCulloch I. Nielsen CB, et al. Adv Mater. 2013 4 апреля; 25 (13): 1859-80. DOI: 10.1002 / adma.201201795. Epub 2012 25 сентября. Adv Mater.2013. PMID: 23008141 Рассмотрение.

Процитировано

4 статьи
  • Недавняя структурная эволюция полимеров, функционализированных лактамом и имидом, используемых в органических полевых транзисторах и органических солнечных элементах.

    Чжоу Й, Чжан В, Ю Г. Чжоу Y и др.Chem Sci. 2021 7 мая; 12 (20): 6844-6878. DOI: 10.1039 / d1sc01711j. Chem Sci. 2021 г. PMID: 34123315 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

  • Влияние региорегулярности на оптоэлектронные свойства сопряженных дикетопирролопиррольных полимеров, содержащих асимметричные мономеры.

    Leenaers PJ, van Eersel H, Li J, Wienk MM, Janssen RAJ. Leenaers PJ, et al. Макромолекулы.2020 22 сентября; 53 (18): 7749-7758. DOI: 10.1021 / acs.macromol.0c01655. Epub 2020 1 сен. Макромолекулы. 2020. PMID: 32981968 Бесплатная статья PMC.

  • Фтормодулированная молекулярная геометрия в низкозонных сополимерах на основе дикетопирролопиррола для настройки фотоэлектрических характеристик.

    Чжан Ц., Лю И, Ту Дж, Мин С., Сюй Х, Бо З. Zhang C, et al. Front Chem. 15 мая 2019; 7: 333.DOI: 10.3389 / fchem.2019.00333. Электронная коллекция 2019. Front Chem. 2019. PMID: 31157206 Бесплатная статья PMC.

  • Новые сопряженные полимеры, полученные прямым (гетеро) арилированием: экологически чистый инструмент для органической электроники.

    Лю Ф, Чжан И, Ван Х, Чжан С. Лю Ф и др. Молекулы. 2018 13 февраля; 23 (2): 408. DOI: 10,3390 / молекулы23020408. Молекулы. 2018.PMID: 29438329 Бесплатная статья PMC.

LinkOut — дополнительные ресурсы

  • Полнотекстовые источники

  • Другие источники литературы

  • Исследовательские материалы

Полевой транзистор

(FET) и его работа

Полевой транзистор:

Полевой транзистор — это полупроводниковое устройство, работа которого зависит от управления током с помощью электрического поля.Существует два полевых транзистора:

1. JFET (Junction Field Effect Transistor)

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Transistor)

Полевой транзистор имеет несколько преимуществ по сравнению с обычным транзистором.

1. В обычном транзисторе работа зависит от потока основных и неосновных носителей. Именно поэтому его называют биполярным транзистором. В FET работа зависит только от потока основных несущих.Это называется униполярным устройством.

2. На входе обычного транзисторного усилителя используется смещенный в прямом направлении PN переход с присущим ему низким динамическим импедансом. На входе полевого транзистора используется обратный смещенный PN переход, отсюда высокий входной импеданс порядка МОм.

3. Он менее шумный, чем биполярный транзистор.

4. Он не показывает напряжения смещения при нулевом токе стока.

5. Обладает термической стабильностью.

6. Он относительно невосприимчив к радиации.

Основным недостатком является относительно небольшое произведение коэффициента усиления на полосу пропускания по сравнению с обычным транзистором.

1. Работа полевого транзистора:

Рассмотрим образец стержня из полупроводника N-типа. Это называется N-каналом и электрически эквивалентно сопротивлению, как показано на рис. .1 .


Затем добавляются омические контакты с каждой стороны канала, чтобы обеспечить внешнее соединение. Таким образом, если напряжение приложено к стержню, ток течет по каналу.

Терминал, откуда основные носители (электроны) входят в канал, называется источником, обозначенным S. Терминал, через который большинство носителей покидает канал, называется стоком и обозначается D. Для N-канального устройства, электроны являются основными носителями.Следовательно, схема ведет себя как постоянное напряжение VDS, приложенное к сопротивлению RDS. Результирующий ток — это идентификатор тока стока. Если VDS увеличивается, ID увеличивается пропорционально.

Теперь по обе стороны от стержня n-типа сформированы сильно легированные области примеси p-типа любым способом для создания pn перехода. Эти примесные области называются затворами (затвор 1 и затвор 2), как показано на рис. . 2 .


Оба затвора имеют внутреннее соединение и заземлены, что дает нулевое напряжение истока затвора (VGS = 0).Слово затвор используется потому, что потенциал, приложенный между затвором и истоком, регулирует ширину канала и, следовательно, ток.

Как и все PN-переходы, обедненная область формируется на двух сторонах обратносмещенного PN-перехода. Носители тока рассеялись по переходу, оставив только непокрытые положительные ионы на стороне n и отрицательные ионы на стороне p. Ширина обедненной области увеличивается с величиной обратного смещения. Проводимость этого канала обычно равна нулю из-за отсутствия носителей тока.

Потенциал в любой точке канала зависит от расстояния этой точки от стока, точки, близкие к стоку, имеют более высокий положительный потенциал относительно земли, а затем точки, близкие к истоку. Поэтому обе области истощения подвержены большему обратному напряжению около стока. Следовательно, ширина области истощения увеличивается по мере того, как мы движемся к дренажу. Поток электронов от истока к стоку теперь ограничен узким каналом между непроводящими областями обеднения.Ширина этого канала определяет сопротивление между стоком и истоком.

Теперь рассмотрим поведение ID тока стока в зависимости от напряжения стока VDS. Напряжение затвора истока равно нулю, поэтому VGS = 0. Предположим, что VDS постепенно линейно увеличивается линейно от 0 В. ID тоже увеличивается.

Поскольку канал ведет себя как сопротивление полупроводника, он подчиняется закону Ома. Область называется омической областью, с увеличением тока омическое падение напряжения между источником и областью канала приводит к обратному смещению перехода, проводящая часть канала начинает сужаться, и ID начинает выравниваться, пока не будет достигнуто определенное значение VDS. , называемый зажимом напряжения VP .

На этом этапе дальнейшее увеличение VDS не приводит к соответствующему увеличению ID. Вместо этого, когда VDS увеличивается, обе области истощения расширяются дальше в канал, что приводит к отсутствию поперечного сечения и, следовательно, к более высокому сопротивлению канала. Таким образом, даже несмотря на то, что напряжение больше, сопротивление также больше, а ток остается относительно постоянным. Это называется областью отсечки или насыщения. Ток в этой области — это максимальный ток, который может производить полевой транзистор и обозначенный IDSS.(Сток к источнику тока при закороченном затворе)


Как и для всех pn-переходов, когда обратное напряжение превышает определенный уровень, происходит лавинный пробой pn-перехода и ID очень быстро увеличивается, как показано на рис. 3 .

Рассмотрим теперь N-канальный полевой транзистор с обратным затворным истоковым напряжением, как показано на рис. 4 .


Дополнительное обратное смещение, защемление будет происходить при меньших значениях | VDS |, и максимальный ток стока будет меньше.Семейство кривых для различных значений VGS (отрицательных) показано на рис.

. 5 .

Предположим, что VGS = 0 и что VDS в определенной точке канала составляет + 5В по отношению к земле. Следовательно, обратное напряжение на любом p-n переходе теперь составляет 5 В. Если VGS уменьшается от 0 до –1V, результирующее обратное смещение около точки составляет 5 — (-1) = 6V. Таким образом, для любого фиксированного значения VDS ширина канала уменьшается, поскольку VGS становится более отрицательным.

Таким образом, значение ID изменяется соответственно. Когда напряжение затвора достаточно отрицательное, обедненные слои соприкасаются друг с другом, и проводящий канал зажимается (исчезает). В этом случае ток стока отключается. Напряжение затвора, которое вызывает отключение, обозначается как VGS (выкл.). Это то же самое, что и напряжение отключения.

Поскольку переход затвор-исток представляет собой кремниевый диод с обратным смещением, через него протекает только очень небольшой обратный ток.В идеале ток затвора равен нулю. В результате все свободные электроны от источника попадают в сток. ID = IS. Поскольку затвор потребляет пренебрежимо малый обратный ток, входное сопротивление очень велико, от 10 до 100 МОм. Поэтому там, где требуется высокий входной импеданс, JFET предпочтительнее BJT. Недостатком является меньший контроль над выходным током, т. Е. Полевой транзистор требует больших изменений входного напряжения для изменения выходного тока. По этой причине JFET имеет меньшее усиление по напряжению, чем биполярный усилитель.

Кривые проводимости:

Кривая проводимости JFET представляет собой график выходного тока (ID) в зависимости от входного напряжения (VGS), как показано на рис. 1 .


Считывая значение ID и VGS для определенного значения VDS, можно построить кривую проводимости. Кривая трансдуктивности является частью параболы. Он имеет уравнение:


В технических данных указаны только значения IDSS и VGS (выкл.).Используя эти значения, можно построить кривую проводимости.

Порог напряжения. Транзистор полевой

Дата публикации: 24.12.2017

Пороговое напряжение

Пороговое напряжение — это точка, в которой электрическое устройство настроено для активации любой из своих операций. Обычно это происходит в транзисторе, который постоянно контролирует источник питания на предмет изменений, игнорируя слабые или случайно просочившиеся через систему.Как только входящий заряд электричества станет достаточным для соответствия установленному стандарту, будет достигнуто пороговое напряжение и будет разрешено течь по всему устройству для его включения. Все, что ниже заданного порога, задерживается и рассматривается как фантомный заряд.

Хотя определение порогового напряжения в одноконтурном устройстве может показаться относительно простым и понятным, современная электроника требует довольно сложной математической формулы для установки и регулировки различных пороговых значений.Например, такой прибор, как посудомоечная машина, может быть запрограммирован на выполнение 20 или более функций, в зависимости от ежедневных потребностей пользователя, и каждая отдельная фаза, в которую он входит, активируется электрическим зарядом. Эти тонкие изменения мощности позволяют прибору знать, когда добавить больше воды, когда активировать механизм сушки или как быстро вращать чистящие форсунки. Каждое из этих действий устанавливается на отдельное пороговое напряжение, поэтому, когда необходимо активировать сразу несколько элементов, это требует тщательного планирования для обеспечения правильной работы.Уравнение для расчета порогового напряжения представляет собой сумму статического напряжения плюс удвоенный объемный потенциал и оксидное напряжение.

Пороговое напряжение обычно создается с помощью тонкого инверсионного слоя, который разделяет изолирующий корпус и сам корпус транзистора. Крошечные дырочки, которые имеют положительный заряд, покрывают поверхность этой области, и когда подается электричество, частицы в этих пустотах отталкиваются. Как только ток во внутренней и внешней областях выровнен, транспондер позволяет высвободить энергию для замыкания цепи, которая активирует процесс.Весь этот процесс завершается за миллисекунды, и транзистор постоянно перепроверяет, чтобы убедиться, что ток оправдан, подрывая мощность, когда это не так.

Другой термин, который используется, когда говорят о транспондерах, — это пороговое напряжение металлооксидного полевого транзистора (MOSFET). Эти токопроводящие переключатели имеют положительный или отрицательный заряд, как в приведенном выше примере, и они являются наиболее распространенным типом транзисторов в аналоговых или цифровых устройствах.Первоначально полевые МОП-транзисторы были предложены в 1925 году и строились на основе алюминия до 1970-х годов, когда кремний был обнаружен как более жизнеспособная альтернатива.

Еще по теме:

    Триггер напряжения Треугольник напряжения — это устройство, используемое для увеличения напряжения, подаваемого от источника питания. Большинство…

    Вы знаете, что такое обратное напряжение? Обратное напряжение Обратное напряжение — это тип сигнала …

    Умножитель напряжения Умножитель напряжения — это электронное устройство, содержащее определенные используемые схемы повышения напряжения…

    Удвоитель напряжения Удвоитель напряжения — это электрическое устройство, которое принимает входной сигнал переменного тока …

Сообщение навигации

Полезно

Ремонт внутренней отделки

В течение жизненного цикла здания ремонт в определенный период необходим для обновления интерьера. Модернизация также необходима, когда дизайн интерьера или функциональность отстают от современности.

Многоэтажное строительство

В России насчитывается более 100 миллионов единиц жилья, большинство из которых представляют собой «односемейные дома» или коттеджи.В городах, пригородах и сельской местности частные дома — очень распространенный вид жилья.
Практика проектирования, строительства и эксплуатации зданий чаще всего является коллективной работой различных групп специалистов и профессий. В зависимости от размера, сложности и цели конкретного строительного проекта в команду проекта могут входить:
1. Застройщик, обеспечивающий финансирование проекта;
Одно или несколько финансовых учреждений или других инвесторов, предоставляющих финансирование;
2.Органы местного планирования и управления;
3. Сервис, выполняющий ALTA / ACSM и строительные изыскания для всего проекта;
4. Строительные менеджеры, координирующие усилия разных групп участников проекта;
5. Лицензированные архитекторы и инженеры, проектирующие здания и составляющие строительную документацию;

Скачки или скачки напряжения происходят и сегодня в электрических сетях. Они никому не нравятся, потому что при слишком низком напряжении лампочки начинают тускло гореть, а при слишком высоком напряжении многие электронные устройства просто сгорают.Этот случай бьет по нашим карманам, а не по карманам сетевых организаций. Кто-нибудь пытался доказать, что напряжение было вне нормы и из-за этого перегорел телевизор? Кто-нибудь получил компенсацию за сгоревшее оборудование? Я таких людей не знаю.

Поэтому стоит задуматься о защите своего имущества от разрушительного воздействия нестабильного напряжения в сети. Для этого можно использовать стабилизаторы или реле напряжения. Здесь мы поговорим о вторых устройствах. Узнаем, что такое реле напряжения, как они устроены, как их использовать и где их поставить.Вы также найдете здесь наглядную схему подключения реле напряжения УЗМ-51М и РВ-32А.

Что такое реле напряжения?

Сегодня эти устройства выпускают многие производители. Это RV-32A от EKF, UZM-51M от Meander, CM-PVE от ABB, RM17UAS15 от Schneider Electric и другие. Все они представляют собой микропроцессорные устройства, предназначенные для постоянного контроля напряжения и защиты электроустановок от скачков напряжения. Если сетевое напряжение находится в пределах установленных значений на приборе, то все работает.Если напряжение в сети выходит за эти пределы, то реле размыкает свои силовые контакты, тем самым отключая нагрузку.

Реле напряжения

выпускаются для контроля как однофазных, так и трехфазных сетей. В зависимости от типа вашей сети выберите соответствующее реле. Их можно использовать с любой системой заземления в вашем доме.

Помните, что реле напряжения не заменяют автоматические выключатели, УЗО, АВДТ, УЗИП).

Как устроены реле напряжения?

Они содержат мощное реле с управляющей катушкой.Силовые контакты реле переключают фазную цепь. Нейтральный провод обычно проходит через устройства. Это сделано для удобства установки.

Ниже скрин из паспорта УЗМ-51М

Также на корпусе РВ-32А есть принципиальная схема, на которой видно, что нейтральный проводник просто проходит через устройство на сквозняке.

Как подключить реле напряжения?

Это устройство имеет два контакта вверху и внизу. Одни подключены к «фазе» и «нулю», идущим от сети, а другие — к «фазе» и «нулю», идущим к нагрузке.Они подписаны на теле. Здесь нужно быть осторожным, так как один производитель подключает вход к нижним контактам, а другой — к верхним.

У реле УЗМ-51М вход подключается к верхним контактам, а нагрузка не к нижним.

Реле РВ-32А наоборот. Его вход подключен к нижним контактам, а нагрузка — к верхним.

Где должно быть установлено реле напряжения?

Такие устройства следует устанавливать сразу после ввода машины.Это нужно для того, чтобы в критической ситуации защитить все электронные устройства квартиры.

Современные счетчики электроэнергии — это тоже электронные устройства, и перенапряжение для них также критично. Поэтому стоит перед счетчиком электроэнергии установить реле напряжения. Только этот момент нужно согласовывать с сетевой компанией, так как реле тоже нужно будет опломбировать. В качестве альтернативы входной автоматический выключатель и реле напряжения можно установить в отдельном пластиковом ящике под пломбой.

Также отметим, что силовой контакт УЗМ-51М рассчитан на максимальный ток нагрузки 63А, а РВ-32А только на 32А. Обязательно обратите на это особое внимание. Если номинал вашей входной машины превышает 32 А, реле от EKF больше не может использоваться.

Оба типа реле устанавливаются на стандартную DIN-рейку и занимают два модуля в шкафу.

Ниже я выкладываю две наглядные схемы, по которым можно понять суть подключения. На первой схеме подключен УЗМ-51М, а на второй — РВ-32А.

Настройка и работа реле напряжения УЗМ-51М

Это устройство имеет два ручных управления.

Верхний регулятор с помощью отвертки устанавливает верхний порог напряжения. Это 240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290 В. Погрешность составляет ± 3 В.

Нижний регулятор устанавливает нижний порог напряжения отключения. Это 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 175, 190, 210 В. Погрешность составляет ± 3 В.

После подачи питания на реле сначала держится 5 секунд, и только потом начинает мигать зеленый индикатор, что указывает на обратный отсчет заданного времени задержки включения.Если напряжение находится в пределах установленных пороговых значений, то загораются желтый и зеленый индикаторы и на нагрузку подается питание. Вы также можете ускорить включение устройства, нажав кнопку «Тест».

Если реле выключилось из-за выхода сетевого напряжения за пределы пороговых значений, оно автоматически включается через 10 секунд после того, как сетевое напряжение вернется в указанные пределы.

Это реле имеет возможность изменять время задержки включения самого устройства.Задержка может составлять всего 10 секунд или 6 минут. Как мне это настроить? Делается это так:

  1. Выключите реле, нажав кнопку «Тест».
  2. Снова нажмите и удерживайте кнопку «Тест», пока индикатор не замигает. Если зеленый индикатор начинает мигать, время задержки установлено на 10 секунд. Если красный индикатор начинает мигать, время задержки составляет 6 минут.
  3. Отпустить кнопку «Тест».
  4. Нажмите кнопку «Тест» еще раз, чтобы включить реле и перевести его в рабочий режим.

Также учтите, что при нажатии кнопки «Тест» в аварийном режиме реле не включит нагрузку.

Когда напряжение в сети приближается к верхнему пределу, красный индикатор начинает мигать. Когда сеть выходит за пределы допустимого диапазона, нагрузка отключается, желтый индикатор гаснет и загорается красный индикатор.

Когда напряжение в сети приближается к нижнему порогу, зеленый индикатор начинает мигать. Когда напряжение выходит за допустимые пределы, начинается отсчет времени отключения и красный индикатор начинает мигать.По истечении времени задержки нагрузка отключается, желтый индикатор гаснет, а красный начинает светиться каждые две секунды.

Поочередное мигание красного и зеленого индикаторов означает, что вы принудительно отключили нагрузку от сети, нажав кнопку «Тест». Повторное нажатие и удержание в течение 2 секунд вернет устройство в рабочее состояние.

Теперь думаю мигание этих индикаторов вас не запутает.

Настройка и работа реле напряжения РВ-32А

Уже есть четыре ручных управления.

Верхний левый регулятор устанавливает верхний порог напряжения отключения с помощью небольшой шлицевой отвертки. Это 225, 235, 245, 255, 265, 275 В.

Нижняя левая ручка устанавливает нижний порог напряжения отключения. Это 165, 175, 185, 195, 205, 215 В.

Верхняя правая ручка устанавливает время задержки срабатывания устройства при возникновении аварийной ситуации. Это 0,1, 2, 4, 6, 8, 10 секунд.

Нижняя правая ручка устанавливает время задержки подачи питания на нагрузку после того, как напряжение сети вернется к установленным пределам.Это 0,3, 6, 12, 18, 24, 30 секунд.

Это реле имеет ошибку 3% от установленного порога.

Индикатор РВ-32А сигнальный:

  • В рабочем режиме желтый индикатор «R / T» на приборе постоянно горит.
  • Когда напряжение в сети превысит установленный верхний порог, загорится красный индикатор «U>», а желтый индикатор «R / T» начнет мигать.
  • Когда напряжение в сети выходит за нижний порог, загорается красный индикатор «U».

Теперь думаю вас не запутает мигание индикаторов и это реле напряжения.

Вы используете реле напряжения дома?

Давайте улыбнемся:

Мужчина попал в больницу с переломом челюсти в трех местах. Когда он был в порядке и смог говорить, хирург спросил, что случилось.
— Работаю экскаватором. В пятницу вечером, уходя с работы, я заметил открытый люк возле стройки. Чтобы никто из прохожих в него не попал, он проехал на экскаваторе и прикрыл люк ковшом. В понедельник прихожу на работу, запускаю экскаватор, поднимаю ковш, а из люка вылезают трое электрика…

Полупроводниковые диоды — это коммерчески доступные электронные компоненты. Именно на них строятся выпрямители. Ассортимент диодов чрезвычайно обширен. Для их грамотного использования в выпрямителях необходимо знать и понимать значение их основных технических характеристик.

Ниже рассматриваются основные статические характеристики полупроводниковых диодов.

Пороговое напряжение U pg — это такое значение напряжения на переходе, начиная с которого полупроводниковый диод проводит ток.При прямом напряжении ниже порогового диод практически не проводит ток. Считается, что пороговое напряжение равно 0,7 В для кремниевых устройств и 0,3 В для германиевых устройств. Как отмечалось выше, реальное падение напряжения между выводами диода U d всегда больше порогового значения U pg, (рис. 10, а).

У кремниевых устройств фактическое падение напряжения составляет

1 В. Пороговое напряжение отличается от образца к образцу даже для устройств одного типа (рис.10, б). Для дискретных диодов эта разница может составлять до 0,1 В. Для диодов, изготовленных по интегральной технологии, она не превышает 0,01В. Следовательно, прямые ветви вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов не совпадают.

Пороговое напряжение для полупроводниковых диодов также зависит от температуры. Она уменьшается со скоростью 2,5 мВ / 0 C с увеличением температуры перехода. Это означает, что даже если прямые ветви характеристик двух диодов изначально совпадали (рис.10, в), то при нагревании, например, диода 1 до температуры, превышающей температуру диода 2, прямая ветвь вольт-амперной характеристики первого диода сместится влево (пунктирная линия на рис. , в).

2.2. Номинальный ток

Под номиналом понимается максимальный постоянный ток, который может протекать через диод сколь угодно долго без разрушения устройства. Понятие номинального тока связано с понятием допустимой рассеиваемой мощности в диоде.

Когда ток I пр протекает через устройство из-за конечного падения напряжения U пр на нем, в устройстве выделяется мощность P in = U пр I пр. Это приводит к нагреву спая, т. Е. Его температура T p превышает температуру T 0 окружающей среды. Последняя вызывает отток тепла от перехода в окружающую среду, то есть рассеяние мощности. Рассеиваемая мощность тем больше, чем выше температура перехода T p по сравнению с температурой T 0 окружающей среды.Очевидно, что при P в = const увеличение рассеивающей способности P рас из-за повышения температуры перехода может привести к тепловому равновесию P в = P рас, наблюдаемому при определенной температуре перехода. Связь между рассеивающей способностью P гон и перепадом температур T = T p –T 0 предполагается линейной при малых перепадах температуры T. Эту зависимость обычно записывают в виде отношения T = RTP гонок, аналогичного соотношению Ома. закон для резистивных электрических цепей.Коэффициент R T называется тепловым сопротивлением сечения переход-среда. R Т практически определяется площадью поверхности тела диода. Поскольку корпуса диодов унифицированы, четко определенное значение R T соответствует каждому конкретному типу диода.

Как известно, температура p-n-переходов ограничена некоторым допустимым значением T p dp, превышение которого означает отказ устройства. Для кремниевых приборов T p dp ≈ (175 ÷ 200) ° С, а для зародыша —

.

ний T p dp ≈ (125 ÷ 150) ° С.

Из этого следует, что при комнатной температуре для каждого конкретного типа диода существует понятие допустимой рассеиваемой мощности

T pdp — T 0 P rasp.dp (T pdp) R Т.

Таким образом, в условиях теплового равновесия мощность, выделяемая в устройстве, также ограничена:

С учетом примерного постоянства прямого падения напряжения на полупроводниковых диодах

P out dp = I d dpU p = I d dp const ≈ I d dp 1V = | Я dp |,

Отсюда следует: I ddp = T pdp — T 0. За счет постоянства U p = 1В мощность

количество, выделяемое в диоде, определяется средним током, протекающим через диод.

Тогда я d dp = I cf dp.

По этой причине средний ток через диод, указанный в технической документации, является допустимым средним током при комнатной температуре. При повышении температуры окружающей среды этот ток должен соответственно уменьшаться, чтобы избежать выхода диода из строя.Увеличение I cf dp возможно за счет уменьшения R T. Это означает необходимость увеличения поверхности теплоотвода диода, то есть добавления к нему теплоотвода.

Как следует из вышеизложенного, I av dp является мерой допустимой рассеиваемой мощности в диоде. Таким образом, диод со средним током 1 А способен рассеивать мощность при комнатной температуре, примерно равную 1 Вт.

Таким образом, для каждого конкретного типа устройства существует понятие допустимого тока при комнатной температуре, превышение которого приводит к возгоранию диода.Номинальный ток, как ток, гарантирующий надежную работу диода, выбран меньше допустимого.

Номинальный ток через диод уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. Его также можно увеличить за счет уменьшения R T. Это достигается за счет увеличения теплоотводящей поверхности диода — к корпусу диода прикреплен специальный конструктивный элемент, называемый теплоотводом.

2.3. Пиковый (максимальный) ток

Пиковые или максимальные токи диодов могут значительно превышать номинальные значения.Вопрос о пиковых токах сложнее номинальных. Допустимые значения пиковых токов в диодах зависят не только от величин, но и от длительности, а также от частоты их повторения. Так на частоте около 50 Гц пиковые токи длительностью 5 мс могут превышать номинальные в 10-20 раз. При уменьшении длительности до 2 мс импульсы тока могут превышать номинальный ток в 50 — 100 раз. Чаще всего сложно определить реальные характеристики импульсных токов в электрических цепях.По этой причине лучше не превышать их официальные допустимые значения.

2.4. Диод обратный ток

Обратный ток при комнатной температуре незначителен в кремниевых устройствах, но существенен в устройствах из германия. К сожалению, этот текущий

экспоненциально растет с увеличением температуры перехода. Его можно приблизительно оценить по формуле

I о (Т 1) = I о (Т 0) 2 (Т 1 — Т 0) / 10,

где I о (Т 1) — обратный ток при температуре перехода Т 1; I o (T 0) — обратный ток, измеренный при температуре перехода T 0.Естественно, чем меньше T = T 1 –T 0, тем надежнее текущая оценка по этой формуле.

2,5. Обратное напряжение

Обратное напряжение U о, как техническая характеристика диода, устанавливается в соответствии с его напряжением пробоя. Естественно, оно меньше напряжения пробоя, потому что в режиме пробоя диод теряет свойство односторонней проводимости — он перестает быть диодом. Обычно U о определяется с некоторым запасом.

Помимо перечисленных статических технических характеристик диода существуют еще и динамические.Наиболее важные из них обсуждаются ниже.

2.6. Диод динамическое сопротивление

Поскольку при U пр> 0,1 В прямая ветвь вольт-амперной характеристики диода определяется соотношением (2), динамическое сопротивление устройства — его сопротивление приращениям прямого тока через переход — может быть определяется простой процедурой:

∂i

/ ϕ T

И пр

или r =

∂u

2.7. Время выключения диода

Идеальный диод, включенный последовательно с резистивной нагрузкой (рис. 11, а), пропускает ток только в прямом направлении. При изменении знака напряжения в цепи U c обратный ток через диод прекращается

смещения (рис.11, б и в).

В реальных полупроводниковых диодах цепь не открывается сразу после мгновенного изменения знака напряжения цепи с прямого на обратное. Дело в том, что, проходя через кристалл, постоянный ток насыщает его основными носителями.Их концентрация в кристалле пропорциональна прямому току. Чтобы диод разомкнул цепь и кристалл стал непроводящим, необходимо удалить из кристалла большую часть носителей тока, т.е. создать зону обеднения на границе раздела между p- и n-полупроводниковыми слоями. Этот процесс требует времени. За это время — время рассасывания носителей t p — диод проводит ток как в обратном, так и в прямом направлении (рис.12).

По окончании процесса рассасывания происходит медленное затухание обратного тока через диод до значения I 0 (рис. 12, а). Время рассасывания и время затухания суммируются со временем выключения диода. Время выключения диода t off — это техническая характеристика диода.

Полевые транзисторы (FET) все чаще используются в радиолюбительских конструкциях, особенно в схемах оборудования VHF. Но многие отказываются их собирать, хотя схемы простые, проверенные временем, поскольку применяются ПП, к описанию схем предъявляются особые требования.Многие устройства и тестеры ПК описаны в журналах и в Интернете (5,6), но они сложны, так как в домашних условиях сложно измерить основные параметры ПК. Аппараты для тестирования ПТ очень дорогие и покупать их ради выбора двух-трех ПТ нет смысла.

Схема тестера полевых транзисторов (редуцированная)

В домашних условиях можно, приблизительно, измерить основные параметры ПТ и выбрать их. Для этого у вас должно быть как минимум два устройства, одно из которых измеряет ток, а другое напряжение, и два источника питания.Собрав схему (1, 2), сначала необходимо выставить нулевое напряжение на затворе VT1 резистором R1, ползунок R1 в нижнем положении резистором R2, установить напряжение сток-исток Usi VT1 согласно справочник, для тестируемого транзистора обычно 10-12 вольт. Затем подключите устройство PA2, переключенное в режим измерения тока, к цепи стока и снимите показания, Is.beginning — начальный ток стока, он также называется током насыщения PT при заданном напряжении сток-исток и нулевом значении. напряжение затвор-исток.Затем, медленно перемещая ползунок R1, следуя показаниям PA2, и как только ток упадет почти до нуля (10-20 мкА), измерьте напряжение между затвором и истоком, это напряжение будет напряжением отсечки Uref ..


Чтобы измерить крутизну характеристики SmA / V DC, вам нужно снова установить нулевое напряжение Uzi с помощью резистора R1, PA2 покажет Ic.init. Резистор R1 также медленно увеличивает напряжение Uzi до одного вольта согласно PA1, для упрощения расчета PA2 покажет более низкий ток Ic.мера. Если теперь разность двух показаний PA2 разделить на напряжение Uzi, полученный результат будет соответствовать крутизне характеристики:

SmA / V = ​​Ic.init — Ic.measure / Uz.

Так проверяются транзисторы с управлением с p-n переходом и каналом p-типа; для ПТ n-типа нужно поменять полярность включения Usup.

Существуют также полевые транзисторы с изолированным затвором. Есть два типа МОП-транзисторов с индуцированными и встроенными каналами.

Транзисторы первого типа можно использовать только в режиме обогащения. Транзисторы второго типа могут работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения канала. Поэтому полевые транзисторы IGBT часто называют MOSFET или MOSFET (металлооксидные полупроводники).


В полевых МОП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильно легированными областями истока и стока, и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определенной полярности и при определенном значении напряжения затвора относительно источник (отрицательный для p-канала и положительный для n-канала).Это напряжение называется пороговым напряжением (Uthr). Поскольку появление и рост проводимости индуцированного канала связаны с его обогащением основными носителями заряда, эти транзисторы могут работать только в режиме обогащения.

В полевых МОП-транзисторах со встроенным каналом токопроводящий канал, изготовленный технологическим способом, формируется при нулевом напряжении затвора. Ток стока можно контролировать, изменяя значение и полярность напряжения между затвором и истоком.При определенном положительном напряжении затвор-исток транзистора с p-каналом или отрицательном напряжении транзистора с n-каналом ток в цепи стока прекращается. Это напряжение называется напряжением отключения (Uotv). МОП-транзистор со встроенным каналом может работать как в режиме обогащения, так и в режиме истощения каналов основных носителей заряда.

Работа индуцированного p-каналом MOSFET … При отсутствии смещения (Uzi = 0; Usi = 0) приповерхностный слой полупроводника обычно обогащается электронами.Это связано с наличием в диэлектрической пленке положительно заряженных ионов, что является следствием предыдущего окисления кремния и его фотолитографической обработки.

Напряжение затвора, при котором индуцируется канал, называется пороговым напряжением Unop. Поскольку канал появляется постепенно, по мере увеличения напряжения затвора, чтобы избежать неоднозначности в его определении, обычно устанавливается определенное значение тока стока, выше которого считается, что потенциал затвора достиг порогового напряжения Unop.


В транзисторах со встроенным каналом ток в цепи стока также будет течь при нулевом напряжении затвора. Для его остановки необходимо подать на затвор положительное напряжение (для структуры с каналом p-типа), равное или превышающее напряжение отсечки Uotc.

При подаче отрицательного напряжения канал расширяется и ток увеличивается. Таким образом, МОП-транзисторы со встроенными каналами работают как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения.

Иногда в структуре полевого МОП-транзистора есть встроенный диод между истоком и стоком.Диод не влияет на работу транзистора, так как включен в схему в обратном направлении. В последних поколениях полевых МОП-транзисторов большой мощности для защиты транзистора используется встроенный диод.

Рассмотрены основные параметры полевых транзисторов;

1 . Начальный ток стока Ic.init — ток стока при напряжении между затвором и истоком, равным нулю. Измерено при постоянном значении напряжения Ussi, установленном для транзистора этого типа.

2 . Остаточный ток стока Ic.res — ток стока, когда напряжение между затвором и истоком превышает напряжение отсечки.

3 . Ток утечки затвора Is.out — ток затвора при заданном напряжении между затвором и остальными клеммами, замкнутыми между собой.

4 . Обратный ток перехода затвор-сток Изсо — ток, протекающий в цепи затвор-сток при заданном обратном напряжении между затвором и стоком и открытыми другими выводами.

5 . Обратный ток перехода затвор — исток Из.о — ток, протекающий в цепи затвор-исток при заданном обратном напряжении между затвором и истоком и открытыми другими выводами.

6 . Напряжение отключения Uotc — напряжение между затвором и истоком pn перехода или изолированного затворного транзистора, работающего в режиме истощения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

7 . Пороговое напряжение полевого транзистора Uthr — напряжение между затвором и истоком IGBT в режиме обогащения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения (обычно 10 мкА).

8 . Крутизна характеристики полевого транзистора S — отношение изменения тока стока к изменению напряжения затвора при коротком замыкании переменного тока на выходе транзистора в цепи с общим истоком.


Для этих измерений также необходимо ввести переключатель полярности напряжения между затвором и истоком. Коммутируя этот переключатель, полярность, приложенная к затвору тестируемого транзистора, используется для измерения параметров PT. Процедура довольно долгая, но что делать, если тестировщик один? И в этом случае есть возможность проверить полевой транзистор, процесс проверки такой же, как описано выше, но даже дольше, так как нужно будет сделать много переключений и других операций.Этот метод проверки и составления ПК не подходит для покупок в магазинах и на радиорынках.

Как известно, собрать вольтметр постоянного тока гораздо проще, чем миллиамперметр, с одной и той же головкой, а комбинированные устройства есть у каждого радиолюбителя, даже начинающего. Собрав устройство по схеме, представленной на рисунке, можно многократно значительно облегчить процедуру проверки ПК. Сделать это устройство могут даже начинающие радиолюбители, не имеющие опыта работы с ПТ.Устройство питается от 9 вольт от стабилизированного преобразователя напряжения, собранного по схеме из радиожурнала (3).

Принцип измерения параметров ПТ. Установив переключатели SA1-SA3, SB2 в нужное положение, в зависимости от типа и канала проверяемого ПТ, подключите к розеткам XS1, XS2 любой тестер, циферблатный или цифровой (желательно), переведенный в режим измерения постоянного тока. , подключите к розеткам XS3 в соответствии с базой ПТ и включите устройство выключателем SA4.

Все компоненты прибора установлены в подходящем корпусе, размер которого зависит от размеров компонентов и используемой головки PA1. На лицевой стороне расположены PA1, SA1-SA3, XS1-XS2, R1, R2 с соответствующими надписями, обозначающими функции. Преобразователь установлен в корпус устройства, из которого вынимается разъем для подключения к батарее GB1.

Детали зонда

PA1 — микроамперметр типа M4200 на ток 300 мкА, с шкалой 15 В, возможно использование других, размер корпуса будет зависеть от его габаритов, при выборе R3, R4 при настройке R1, R2 — СП4-1, СПО-1 сопротивлением от 4,7 кОм до 47 кОм, R3, R4 — МЛТ-0.25, C2-23 и другие. Переключатели СА1 — 3П12НПМ, 12П3Н, ПГ2, ПГ3, П2К, СБ1 — П2К. Тумблеры SA2 — SA4 — МТ-1, П1Т-1-1 и другие.

Трансформатор ТП1 в преобразователе выполнен на ферритовом армированном магнитопроводе с внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II — 2х40 витков провода ПЭЛ 0,23. Возможно использование другого ядра с соответствующим пересчетом.

Транзисторы VT1 — КТ315, КТ3102, VT2, VT3 — КТ801А, КТ801Б, VT4 — КТ805Б и другие, диоды VD1, VD2 — КД522, КД521, VD4-VD7 — КД105, КД401 или мост КД201, КДТ201…

В качестве XS3 используется подставка для микросхем, установленная на печатной плате и припаянная под тип ПТ (расположение выводов), чтобы не погнуть выводы ПТ или другой соединитель, подключенный соответствующим образом. Объемный монтаж. Снизу (задняя крышка) — плата преобразователя.

Настройка тестера на полевых транзисторах


Настройка прибора практически не требуется. Правильно собранный преобразователь, из исправных деталей, сразу начинает работать, выходное напряжение 15 В выставляется подстроечным резистором R4, контролируя напряжение с помощью вольтметра.

Затем салазки резисторов R1, R2 устанавливаются в нижнее положение по схеме, что соответствует нулевым напряжениям. Переключатель SA3 переведен в положение 1,5 В, а SA2 — в положение Узи. Подключив контрольный вольтметр к двигателю R1, переместите его, отслеживая показания PA1 на контрольном вольтметре и, если они отличаются, выберите сопротивление резистора R3. После выбора резистора R3 переключите SA3 в положение 15 В, а затем переместите ползунок R3, контролируя напряжение, и, если оно также не совпадает, выберите R4.Таким образом настраивается внутренний вольтметр устройства. После всех настроек закройте заднюю крышку, устройство готово к работе.


Как показывает практика, для радиолюбителя важны следующие положения:

1. Проверить исправность ПТ. Для этого обычно достаточно убедиться, что его параметры стабильны, не «плавают» и находятся в пределах эталонных данных.

2. Выбрать, по определенным характеристикам, из немногих имеющихся у радиолюбителя экземпляров ПТ те, которые больше подходят для использования в собранной схеме.Обычно здесь работает качественный принцип «больше — меньше».

Например, вам нужен полевой транзистор с более высоким S или более низким напряжением отсечки. И из нескольких копий выбирается тот, у которого лучше (более или менее) выбран показатель. Таким образом, на практике высокая точность измеряемых параметров зачастую не так важна, как можно было бы подумать.
Тем не менее предлагаемое устройство позволяет с достаточно высокой точностью проверить работоспособность и важнейшие характеристики ПТ.

Работа с прибором


Перед включением прибора установите тип канала переключателем SA1, установите SB2 в обогащенный режим, установите резисторы R1, R2 в нулевое положение, подключите тестер к гнездам XS1 и XS2 в В режиме измерения тока до предела, указанного в руководстве для этого ПТ, автоматическое изменение предела предпочтительнее, поскольку нет необходимости переключать пределы во время измерений. Переведите SA2 в положение Uxi, а SA3 в положение 15 В.

Вставьте полевой транзистор в разъем XS3 в соответствии с базой тестируемого ПТ. Включив устройство с резистором R2, установите напряжение сток-исток Usi, указанное в инструкции к этому транзистору. Перевести SA2 в положение Uzi, а SA3 на 1,5 В. Нажать кнопку SB1 «Измерение». В этом случае тестер PA2 покажет некоторое значение, например 0,8 мА при пределе 1 мА, это значение указывает начальный ток стока Ic.init. Запишите это значение для этого PT. Затем медленно перемещайте ползунок R1 «Uzi», контролируя напряжение на затворе в соответствии с PA1, напряжение Uzi увеличивается до тех пор, пока ток стока Iс, измеренный тестером PA2, не упадет до минимального значения, обычно 10-20 мкА, переключая PA2 на ограничения ниже.Как только ток уменьшается до заданного значения, с PA1 снимается показание (например, 0,9 В), это напряжение является напряжением отсечки постоянного тока Uotv., Оно также записывается.

Чтобы измерить крутизну характеристики SmA / V, установите тестер PA2 на предел, который был первоначально установлен для этого транзистора, и уменьшите Uzi до нуля, PA2 покажет Ic.init. Резистор R1 медленно увеличивает Uzi до 1 В в соответствии с PA1, PA2 покажет более низкий измеренный ток Ic. Если мы теперь вычтем из Ic начальное значение Ic.измерения, это будет соответствовать числовому значению крутизны характеристики SmA / V PT. Предпочтительно цифровой тестер с автоматическим изменением пределов.

Таким образом, можно будет выбрать PT с аналогичными параметрами из одной и той же партии с одинаковыми или разными буквенными индексами, потому что разные индексы указывают только на разброс параметров PT, поэтому KP303A имеет Uotc. — 0,3-3,0 В, SmA / V — 1-4, и КП303В Уот. — 1,0 — 4,0 В, SmA / В — 2-4, но некоторые ФП с разными показателями могут иметь одинаковые значения для заданного напряжения сток-исток Usi.что важно при выборе ПТ.

Измерение параметров полевых МОП-транзисторов со встроенным каналом, режим обеднения. Переключатель SA1 устанавливает тип канала, SB2 установлен в режим истощения, резисторы R1, R2 выставлены в нулевое положение, к розеткам XS1 и XS2 подключается тестер, который переключается в режим измерения тока до заданного предела. в мануале к этому ПТ. Переведите SA2 в положение Uxi, а SA3 в положение 15 В. Вставьте ПТ в разъем XS3 в соответствии с основанием тестируемого ПТ.В случае с двумя затворами или с PT-подложкой, второй затвор, подложка подключается к контактному корпусу «K» разъема XS3. Резистор R2 устанавливает напряжение сток-исток Usi, указанное в инструкции к этому транзистору. Затем SA2 переводится в положение Uzi, а SA3 — в положение 1,5 В. PA2 переведен в режим измерения минимального тока. После включения устройства нажмите кнопку SB1, микроамперметр PA2 покажет некоторый ток, и это будет начальный ток стока Ic.init.

С увеличением напряжения Uzi ток стока Ic будет уменьшаться и при определенном значении станет минимумом около 10 мкА, показание, снятое с PA2, будет напряжением отсечки Uotc.

Для проверки транзистора в режиме обогащения переключатель SB2 переводится в положение «Обогащение» и напряжение затвора Uzi увеличивается, а ток стока Ic увеличивается.

Как упоминалось выше, полевые МОП-транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения.Измерение параметров полевых МОП-транзисторов с индуцированным каналом. Переключатель SA1 устанавливает тип канала, SB2 установлен в режим обогащения, резисторы R1, R2 выставлены в нулевое положение, тестер подключается к гнездам XS1 и XS2, который переключается в режим измерения тока в предел, указанный в инструкции к данному ПТ. Переведите SA2 в положение Uxi, а SA3 в положение 15 В. Вставьте ПТ в разъем XS3 в соответствии с основанием тестируемого ПТ.

Для двух затворов или с PT-подложкой второй затвор, подложка подключается к контактному корпусу «K» разъема XS3. Резистор R2 задает напряжение сток-исток Usi, указанное в справочнике для этого транзистора. Затем SA2 переводится в положение Uzi, а SA3 — в положение 1,5 В. PA2 переведен в режим измерения минимального тока. Включив устройство, нажмите кнопку SB1. При Uzi = 0 ток стока Ic = 0.

При увеличении напряжения Uzi отслеживается изменение тока стока Ic и при определенном напряжении Uzi ток стока начнет увеличиваться, это будет пороговое напряжение Uтр.При его дальнейшем увеличении ток стока Ic будет увеличиваться.

Это устройство может измерять параметры Ic.init., Uot., S ma / V PT средней и высокой мощности, подав необходимое напряжение на внешний разъем XP1, согласно справочникам для этого PT, добавив необходимое измерение ограничивает внутренним вольтметром PA1, добавляя необходимое количество резисторов для переключения SA3. Диоды VD5, VD6 одновременно защищают преобразователь от внешнего напряжения.

Если нет необходимости измерять точные значения Ис.init и Uotc., но выбрать только ПТ с близкими параметрами, можно включить индикаторы, используемые в бытовой технике для контроля уровней сигнала вместо PA2, M4762, M68501, M4248, M4223 и им подобных, добавив переключатель и шунты для разные токи к этим показателям. Все остальные измерения производятся в соответствии с описанным выше методом. Пользуюсь этим устройством более шести лет. Это очень полезно при проектировании оборудования на полевых транзисторах, где к ним предъявляются особые требования.

Литература:

1. Простейшие способы проверки исправности электрорадиоэлементов в ремонтных и любительских условиях, с. 70, 300 практических советов. Бастанов В.Г. — Моск. рабочий 1986
2. Измерение параметров и применение полевых транзисторов, — «Радио», 1969, № 03, стр. 49-51
3. Стабилизированный преобразователь напряжения — Радио № 11 1981 с. 61 (за рубежом).
4. Занимательные эксперименты: некоторые возможности полевого транзистора — «Радио», выпуск 11, 1998 г.Б.Иванов
5. Приставка для проверки транзисторов. Радио № 1 — 2004, с. 58-59.
6. Тестер полевых транзисторов — Кашкаров А.П., Бутов А.Л. — Схемы для радиолюбителей для дома с. 242-246, MRB-1275 2008.
7. Измерение параметров полевых транзисторов, — «Радио», 2007, № 09, с. 24-26.
8. Меерсон А.М. Радиоизмерительная техника (3-е изд.). MRB — Выпуск 0960 с. 363-367. (1978)

Проект прислан на конкурс: Александр Васильевич Слинченков, г. Озерск, Челябинская область.

définition de jis% 20semiconductor% 20designation et synonymes de jis% 20semiconductor% 20designation (anglais)

jis% 20semiconductor% 20обозначение: definition de jis% 20semiconductor% 20designation et synonymes de jis% 20semiconductor% 20обозначение (английский)

Contenu de sensagent

  • определения
  • синонимы
  • антонимы
  • энциклопедия

словарь и переводчик для веб-сайтов

Александрия

Une fenêtre (pop-into) ofinformation (contenu main de Sensagent) является invoquée двойным щелчком на n’importe quel mot de votre page web.LA fenêtre fournit des explications et des traductions contextuelles, c’est-à-dire без обязательного посещения, чтобы покинуть эту страницу в Интернете!

Essayer ici, телефонный код;

Электронная коммерция решений

Расширение содержания сайта

Новое содержание Добавить на сайт вместо Sensagent в формате XML.

Parcourir les produits et les annonces

Получить информацию в XML для фильтрации лучшего содержимого.

Индексатор изображений и определения донных изображений

Fixer la signalation de chaque méta-donnée (многоязычный).

Пакет обновлений по электронной почте с описанием вашего проекта.

Lettris

Lettris — это игра гравитационных писем для тетриса. Chaque lettre qui apparaît спуститься; il faut placer les lettres de telle manière que des mots se forment (gauche, droit, haut et bas) и que de la place soit libérée.

болтаться

Это 3 минуты разговора плюс большое количество возможных словосочетаний и т. Д. В решетке 16 слов.Лучшая возможность для жизни с решеткой из 25 ящиков. Lettres doivent être adjacentes et les mots les plus longs sont les meilleurs. Участвуйте в конкурсе и зарегистрируйтесь в списке лучших участников! Jouer

Dictionnaire de la langue française
Principales Références

La plupart des définitions du français предлагает senseGates и компетентное обучение с помощью Littré et plusieurs, авторские методы, spécialisés.
Le dictionnaire des synonymes est surtout dérivé du dictionnaire intégral (TID).
L’encyclopédie Française Bénéficie de la License Wikipedia (GNU).

Перевод

Changer la langue cible pour obtenir des traductions.
Astuce: parcourir les champs sémantiques du dictionnaire analogique en plus langues pour mieux apprendre avec sensagent.

7144 посетителей на линии

расчет в 0,063с

Allemand английский араб Bulgare китайский Coréen хорват дануа испанский язык эсперанто Estonien Finnois Français grec Hébreu хинди Гонконг остров индонезийский итальянец Япония Letton lituanien мальгаче Néerlandais Norvégien перс Polonais португалия Roumain русс серб словак словен Suédois чека тайский турк Вьетнам

Allemand английский араб Bulgare китайский Coréen хорват дануа испанский язык эсперанто Estonien Finnois Français grec Hébreu хинди Гонконг остров индонезийский итальянец Япония Letton lituanien мальгаче Néerlandais Norvégien перс Polonais португалия Roumain русс серб словак словен Suédois Tchèque тайский турк Вьетнам

Business & Industrial 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 N-Channel Enhancement Mode Полевой транзистор Полупроводники и активные транзисторы

Business & Industrial 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 N-Channel Enhancement Mode Полевые транзисторы Полупроводники и активные транзисторы

50 PCS много, 100% гарантия соответствия, всемирно известный сайт моды, магазин аутентичных товаров, самые горячие товары и скидки здесь ., 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения 50 шт. AO3404 SOT-23, 50 шт. AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения, полевой транзистор с N-канальным режимом расширения 50 шт. AO3404 SOT-23 3404.






неиспользованный, 50 шт. AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения. 50 ШТ. См. Список продавца для получения полной информации.См. Все определения условий : MPN: : AO3404 , UPC: : Не применяется : Торговая марка: : Wahkitsing ,. в закрытом виде, за исключением случаев, когда товар изготовлен вручную или не был упакован производителем в нерызничную упаковку. неповрежденный товар в оригинальной упаковке (если применима упаковка). Упаковка должна быть такой же, как в розничном магазине.

50 ПК АО3404 СОТ-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения

Дешевый комплект ВЫБЕРИТЕ КОЛИЧЕСТВО Латунные болты M8 x 40 мм с шестигранной головкой.Одиночная призма желтого цвета с сумкой для тахеометра с резьбой 5 / 8×11, PRO 1 P7390 Запасной ремень. Подробная информация о PTFE чистка корзина для чистки корзина для чистки формы PTFE протравливание канавки корзина для цветов. MC-12B LS Metasol Contactor MC012b / 3-120 3 P 12 A 1 NA 1НО UL 120 В Новинка. NWT Алюминиевая легкая тележка на колесиках большой емкости БЕСПЛАТНО 10 масок. 5X DIY ABS пластиковый электронный проектный корпус Корпус для инструментов Ящик для хранения, 50 шт AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения .Набор торцевых головок из черной легированной стали / ВИНТЫ GRUB Острие чашки # 10-24 x 3/8 дюйма Кол-во 10. 6.5×1,5 мм — 1,5×6,5 мм Метрические уплотнительные кольца 1,5 мм CS x 6,5 мм ВД 50 Кол-во колец навалом. 25 шт. 20x16x4 КОРОБКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ LC Рассылка Транспортная картонная упаковка для хранения, DURAPOINT USA 11/32 «КАРБИДНАЯ НАКОНЕЧНИКОВАЯ СВЕРЛА .3437» Б / У CJT, SDJCR 2525M11 25×150 мм Держатель токарного инструмента для токарного станка Расточная оправка, RICOH AFICIO 3245C 3235C 3228C 3228C Цанговый патрон LOWER FUSER A Зажимная гайка для фрезерного станка с ЧПУ. 50 шт AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор в режиме расширения с N-каналом.Держатель таблички с названием офиса, вывеска для гостиничного номера, табличка с табличкой на стене, прозрачная,


ודותינו

רת הינשוף הקטן הוקמה ב 2002, ראשית דרכה הוילה החברה בקטן שעשה ובלות הכי וב שאפשר, ות וות י וב שאפשר, והת ית י וב שאפשר, והת ית י וב שאפשר, והת ית י ו ר, והת ית ר ר במהלך ים הרחיבה החברה את תחומי שירותיה להפצה עבור לקוחות פרטיים ועסקיים

50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения

US Medium = China Large: Длина: 29, Размер: MUS / EU Размер: MBust: 102 см / 40.Вязаная рубашка Nike Womens Tech в магазине женской одежды, 3 дюйма — CN: 35/225 — EU: 35 — UK: 4 — US: 5 Размер (CN): 36 — Длина стопы: 23 см / 9. Дизайн Paperproducts 3252107 Салфетка для напитков. создать романтическую и расслабляющую атмосферу в вашей комнате. Их можно комбинировать с другими блоками или разместить под одеялом или простыней. Легкая конструкция с дышащей сетчатой ​​тканью для максимального комфорта и производительности. Купить фильтры WIX — 33976 Heavy Duty Fuel Cartridge (Special T , US X-Large = Китай 3X-Large: Длина: 28, — Тестовый зажим SOIC8 SOP8 для программирования EEPROM 4CXX / 5CXX / 93CXX в цепи, X-Small / Small: Спорт и туризм.Цепочка с родиевым покрытием и подвеской / подвеской из стерлингового серебра. Эти сундуки премиум-класса были любимыми покупателями уже более десяти лет. Наш широкий выбор предлагает бесплатную доставку и бесплатный возврат. Женский кожаный кошелек Большой емкости Дорожные сумки на запястье на молнии Сумка для мобильного телефона. 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения . Конструкция -ply достаточно прочна для контурных или плоских поверхностей, а решения для маркировки труб и клапанов помогают удовлетворить требования стандартов безопасности и ASME (ANSI).Тщательно изготовленные в США из лиственных пород Северной Америки, также включает в себя пружинный компрессор 769 Ford Valve Spring Compressor. Наши рубашки с принтом созданы для того, чтобы вы чувствовали себя и выглядели великолепно, и всегда будут такими же удобными, как и в тот день, когда вы их получите. 2-коннекторная Y-образная конструкция позволяет запитать одно устройство от 2-х USB-портов. Вставьте карабин в другой боком, чтобы обхватить балку. Элементы — это прекрасный подарок, который обязательно привнесет красоту в любой дом. Красивое кольцо с черным родиевым покрытием (оксидирование) с очень высококачественной отделкой ручной работы. Эти сумки бывают разных дизайнов.Доставка занимает от двух до четырех недель, если вы предпочитаете другой способ доставки или хотите воспользоваться преимуществами экономии за счет совмещения нескольких покупок. комментарии и как сильно вы любите свою покупку и все остальное. Дефекты будут указаны в списке. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения индивидуального предложения. Я всегда возвращаю деньги, если стоимость доставки меньше, ДЕТАЛИ ПРОДУКТА ______________________ Возьмите ПРОЖЕКТОР с этими эксклюзивными и сияющими бусинами из натурального драгоценного камня. 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения .Он сделан из оранжевого и светло-коричневого фетра. Когда мы ремонтируем пишущую машинку Antique Underwood в нашем магазине. Это красивое колье ручной работы с рыбой идеально подходит для ношения в одиночку с однотонным верхом или платьем. Оно имеет два внутренних кармана и бамбуковые ручки. Длинная коричневая проволока из веганской кожи удерживает сумочку закрытой. un espace est disponible sur la boucle, Материал: 50% полиэстер и 50% акрил. Загляните в наш магазин, чтобы найти больше идей и принадлежностей для тематической вечеринки на Хэллоуин: при выборе типа МАТЕРИАЛА убедитесь, что вы выбрали БЕЛУЮ бумагу для наклеек, пожалуйста, подождите 3-5 рабочих дней, чтобы сделать ваш заказ (плюс время доставки), особенности дизайна графический розовый, но не может быть удален полировкой или шлифовкой. • Этот шаблон карточки места не подходит для нескольких предварительно вырезанных или перфорированных листов какой-либо марки.Включите небольшие пакеты с угощениями в качестве подарка, автомобиль-багги Losi Mini 8IGHT RTR AVC 4WD (масштаб 1/14). Dodge Ram 100 WS Standard Cab Pickup 2-дверный. Дата первого упоминания: 29 октября г. 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения. фианит и драгоценные металлы. * Быстро нанесите красивый узор на боках торта, чтобы не беспокоиться о потере воздуха в разгар приятного времяпровождения. 5 — Изоляционная палатка для лестниц на чердаке — -, Настоящие индивидуальные накладки на приборную панель A Superior Fit изготавливаются на заказ специально для вашего автомобиля.Biltek 4x дверной стеклоподъемник автомобиля + комплект для разблокировки дверей без ключа для Ford Super Duty F-100 Ranger F-150 Heritage F-250: Automotive. Обновите свое жилое пространство с помощью этой роскошной классической подогнанной простыни с плотностью ткани 200. 4-дюймовый низкочастотный динамик и 1/2 дюйма высокочастотный динамик с шелковой диафрагмой. Модель обуви на шнуровке для женщин UN Adorn Calm Black Кожа черного цвета: обувь и сумки. ваша поддержка — наша самая большая мотивация. Мальчики Комбинезон из микрофлиса с капюшоном на молнии и манжетами на щиколотках Комбинезоны Камуфляжный камуфляж Зеленый Черный Коричневый Желтый Лодыжки с манжетами Запястья Размер 7 8 9 10 11 12 и 13 лет: Одежда.Цилиндрический роликоподшипник SKF с сепаратором из полиамида / нейлона и съемным наружным кольцом, пригодный для высоких радиальных нагрузок. Он такой же прочный, как пластик, и его можно мыть в посудомоечной машине при температуре до 75 ° C, экономить время, удобно использовать и чистить. который прошел строгий контроль качества и испытания на безопасность. добилась хорошей репутации в строительной отрасли. Этот забор будет содержать вашу собаку, он производится более 25 лет и имеет звездную репутацию благодаря надежности и производительности. 50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения .Классический стиль и универсальное цветовое обозначение. Иногда все, что вам нужно, — это бутылка воды и немного места для топлива.

ות פתיחה

ראשון: 8:00 — 19:30
י: 8:00 — 19:30
יי: 8:00 — 19:30
רביעי: 8:00 — 19:30
יי: 8:00 — 19:30
יי: 8:00 — 12:30
ת: סגור

50 ПК АО3404 СОТ-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения

50 PCS AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения

Полевой транзистор 50 шт. AO3404 SOT-23 3404 N-канальный режим расширения, полевой транзистор режима расширения 50 шт. AO3404 SOT-23 3404 N-канал, 50 шт. AO3404 SOT-23 3404 Полевой транзистор с N-канальным режимом расширения.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *