Различни видове транзистори с полеви ефекти (FET) и работни принципи

Различни видове транзистори с полеви ефекти (FET) и работни принципи
Клъстер от полеви транзистор

Клъстер от полеви транзистор



Полевият транзистор или полевият транзистор е транзистор, при който изходният ток се контролира от електрическо поле. FET понякога се нарича униполярен транзистор, тъй като включва операция от един носител. Основните типове FET транзистори са напълно различни от BJT основи на транзистора . FET е три-терминални полупроводникови устройства с терминали за източник, източване и порта.

Зарядът носи електрони или дупки, които текат от източника, за да се оттичат през активен канал. Този поток от електрони от източника към източника се контролира от напрежението, приложено през портата и клемите на източника.






Видове транзистори на БНТ

FET са два вида - JFET или MOSFET.

Съединение FET

Възел FET

Възел FET



FET транзисторът Junction е вид полеви транзистор, който може да се използва като електрически управляван превключвател. The електрическа енергия протича през активен канал между източници към дренажни терминали. Чрез прилагане на реверс напрежение на отклонение към терминала на портата , каналът е напрегнат, така че електрическият ток е напълно изключен.

Съединителният транзистор FET се предлага в две полярности, които са

N- канал JFET


N канал JFET

N канал JFET

N-каналът JFET се състои от лента от тип n, отстрани на която са легирани два слоя тип p. Каналът на електроните представлява N канал за устройството. В двата края на N-каналното устройство са направени два омични контакта, които са свързани заедно, за да образуват терминала на портата.

Клемите за източник и източване са взети от другите две страни на лентата. Потенциалната разлика между терминалите на източника и изтичането се нарича Vdd, а потенциалната разлика между терминала на източника и портата се нарича Vgs. Зарядният поток се дължи на потока на електроните от източника към дренажа.

Винаги, когато положително напрежение е приложено през клемите на източника и източника, електроните текат от източника „S“ към източника „D“ клема, докато конвенционалният източен ток Id тече през канала към източника. Тъй като токът протича през устройството, той е в едно състояние.

Когато напрежението с отрицателна полярност е приложено към терминала на портата, в канала се създава регион на изчерпване. Ширината на канала се намалява, като по този начин се увеличава съпротивлението на канала между източника и източване. Тъй като кръстовището порта-източник е обратно пристрастно и в устройството не тече ток, то е в изключено състояние.

Така че, ако напрежението, приложено към терминала на портата, се увеличи, по-малко количество ток ще изтече от източника към източване.

N-каналът JFET има по-голяма проводимост от P-канала JFET. Така че N-каналът JFET е по-ефективен проводник в сравнение с P-канала JFET.

P-Channel JFET

trzvp2106P канал JFET се състои от лента от тип P, от двете страни на която са легирани слоеве от тип n. Клемата на портата се формира чрез свързване на омичните контакти от двете страни. Подобно на N-канален JFET, изходният и източният терминали се вземат от другите две страни на лентата. Канал от тип P, състоящ се от отвори като носители на заряд, се формира между източника и изтичащия терминал.

P канал JFET лента

P канал JFET лента

Отрицателното напрежение, приложено към клемите за източване и източник, осигурява потока на тока от източника към източващия терминал и устройството работи в омична област. Положително напрежение, приложено към терминала на порта, осигурява намаляване на ширината на канала, като по този начин увеличава съпротивлението на канала. По-положително е напрежението на портата, по-малко токът, протичащ през устройството.

Характеристики на транзистора за транзистор на кръстовището на p канал

По-долу е дадена характеристичната крива на транзистора с полеви ефекти на p-канала и различни режими на работа на транзистора.

Характеристики на транзистора за транзистор с p канал за свързване

Характеристики на транзистора за транзистор с p канал за свързване

Пресечен регион : Когато напрежението, приложено към терминала на портата, е достатъчно положително за канала ширината да бъде минимална , не протича ток. Това кара устройството да бъде в отсечена област.

Омически регион : Токът, протичащ през устройството, е линейно пропорционален на приложеното напрежение, докато се достигне напрежение на пробив. В този регион транзисторът показва известно съпротивление на потока на тока.

Регион на насищане : Когато напрежението на източника на източване достигне такава стойност, че токът, протичащ през устройството, да е постоянен с напрежението на източника на източване и да варира само в зависимост от напрежението на източника на порта, се казва, че устройството е в зоната на насищане.

Разбийте региона : Когато напрежението на източника на източване достигне стойност, която причинява разрушаване на областта на изчерпване, причинявайки рязко увеличаване на източващия ток, устройството се казва, че е в зоната на повреда. Тази област на пробив се достига по-рано за по-ниска стойност на напрежението източник източник, когато напрежението източник източник е по-положително.

MOSFET транзистор

MOSFET транзистор

MOSFET транзистор

MOSFET транзисторът, както подсказва името му, е p-type (n-type) полупроводникова лента (с две силно легирани n-type области, дифузирани в нея) с метален оксиден слой, отложен върху повърхността му и отвори, извадени от слоя, за да образуват източник и дренажни клеми. Метален слой се отлага върху оксидния слой, за да образува терминала на затвора. Едно от основните приложения на полевите транзистори е използването на MOSFET като превключвател.

Този тип FET транзистор има три терминала, които са източник, източване и порта. Напрежението, приложено към терминала на портата, контролира потока на тока от източника към дренажа. Наличието на изолационен слой от метален оксид води до това, че устройството има висок входен импеданс.

Видове транзистори MOSFET въз основа на режими на работа

MOSFET транзисторът е най-често използваният тип полеви транзистор. Работата на MOSFET се постига в два режима, въз основа на които се класифицират MOSFET транзисторите. Работата на MOSFET в режим на подобрение се състои от постепенно формиране на канал, докато при режим на изчерпване MOSFET се състои от вече дифузен канал. Разширено приложение на MOSFET е CMOS .

Подобрен MOSFET транзистор

Когато се приложи отрицателно напрежение към терминала на затвора на MOSFET, носителите или дупките, носещи положителен заряд, се натрупват повече в близост до оксидния слой. Формира се канал от източника до изтичащия терминал.

Подобрен MOSFET транзистор

Подобрен MOSFET транзистор

Тъй като напрежението се прави по-отрицателно, ширината на канала се увеличава и токът тече от източника към изтичащия терминал. По този начин, тъй като потокът на тока се 'усилва' с приложеното напрежение на затвора, това устройство се нарича Enhancement type MOSFET.

Режим на изчерпване MOSFET транзистор

MOSFET в режим на изчерпване се състои от канал, дифузиран между изтичането към изходния терминал. При липса на напрежение на порта, токът протича от източника към дренажа поради канала.

Режим на изчерпване MOSFET транзистор

Режим на изчерпване MOSFET транзистор

Когато това напрежение на затвора стане отрицателно, в канала се натрупват положителни заряди.
Това причинява регион на изчерпване или регион на неподвижни заряди в канала и възпрепятства потока на тока. По този начин, тъй като потокът на тока се влияе от образуването на областта на изчерпване, това устройство се нарича MOSFET в режим на изчерпване.

Приложения, включващи MOSFET като превключвател

Контролиране на скоростта на BLDC мотора

MOSFET може да се използва като превключвател за работа с двигател с постоянен ток. Тук транзисторът се използва за задействане на MOSFET. ШИМ сигнали от микроконтролер се използват за включване или изключване на транзистора.

Управление на скоростта на BLDC мотора

Контролиране на скоростта на BLDC мотора

Логически нисък сигнал от щифта на микроконтролера води до работа на съединителя OPTO, генерирайки висок логически сигнал на изхода му. PNP транзисторът е прекъснат и съответно MOSFET се задейства и се включва. Клемите за източване и източник са къси и токът тече към намотките на двигателя, така че той започва да се върти. ШИМ сигналите осигуряват контрол на скоростта на двигателя .

Управление на набор от светодиоди:

Шофиране на набор от светодиоди

Шофиране на набор от светодиоди

Работата на MOSFET като превключвател включва прилагането на контрол на интензивността на масив от светодиоди. Тук транзистор, задвижван от сигнали от външни източници като микроконтролер, се използва за задвижване на MOSFET. Когато транзисторът е изключен, MOSFET получава захранването и се включва, като по този начин осигурява правилно отклонение на LED масива.

Превключване на лампата чрез MOSFET:

Превключване на лампата с помощта на MOSFET

Превключване на лампата с помощта на MOSFET

MOSFET може да се използва като превключвател за управление на превключването на лампите. Тук също MOSFET се задейства с помощта на транзисторен превключвател. ШИМ сигнали от външен източник като микроконтролер се използват за управление на проводимостта на транзистора и съответно MOSFET включва или изключва, като по този начин контролира превключването на лампата.

Надяваме се, че успяхме да предоставим най-доброто знание на читателите по темата за полевите транзистори. Бихме искали читателите да отговорят на прост въпрос - По какво се различават FET от BJT и защо те се използват по-сравнително.

Моля, отговорите ви заедно с отзивите ви в раздела за коментари по-долу.

Снимки Кредити

Клъстер от полеви транзистор от Али Баба
N канал JFET от соларботика
P канал JFET от wikimedia
Крива на характеристиките на J канал на P канал по обучениеaboutelectronics
MOSFET транзистор от imimg
Подобрен MOSFET транзистор от схема днес