Кластер полевого транзистора
Полевой транзистор или полевой транзистор - это транзистор, выходной ток которого регулируется электрическим полем. Полевой транзистор иногда называют униполярным транзистором, поскольку он предполагает работу с одной несущей. Основные типы полевых транзисторов полностью отличаются от BJT. основы транзисторов . FET - это трехконтактные полупроводниковые устройства с выводами истока, стока и затвора.
Носителями заряда являются электроны или дырки, которые текут от истока к стоку через активный канал. Этот поток электронов от истока к стоку контролируется напряжением, приложенным к клеммам затвора и истока.
Типы полевых транзисторов
Полевые транзисторы бывают двух типов - полевые транзисторы или полевые МОП-транзисторы.
Переход на полевом транзисторе
Соединительный полевой транзистор
Junction FET-транзистор - это тип полевого транзистора, который можно использовать в качестве переключателя с электрическим управлением. В электроэнергия течет через активный канал между источниками к выводам стока. Применяя реверс напряжение смещения на вывод затвора канал напряжен, поэтому электрический ток полностью отключается.
Соединительный полевой транзистор доступен в двух полярностях:
N-канал JFET
N-канальный JFET
N-канальный JFET состоит из стержня n-типа, по бокам которого легированы два слоя p-типа. Канал электронов составляет N-канал устройства. На обоих концах N-канального устройства имеются два омических контакта, которые соединены вместе, образуя вывод затвора.
Клеммы истока и стока взяты с двух других сторон планки. Разность потенциалов между выводами истока и стока обозначается как Vdd, а разность потенциалов между выводами истока и затвора обозначается как Vgs. Поток заряда происходит из-за потока электронов от истока к стоку.
Всякий раз, когда на выводы стока и истока подается положительное напряжение, электроны текут от истока «S» к выводу «D», тогда как обычный ток стока Id течет через сток к истоку. Поскольку ток течет через устройство, оно находится в одном состоянии.
Когда на вывод затвора подается напряжение отрицательной полярности, в канале создается обедненная область. Ширина канала уменьшается, следовательно, увеличивается сопротивление канала между истоком и стоком. Поскольку переход затвор-исток имеет обратное смещение и в устройстве не течет ток, оно находится в выключенном состоянии.
Таким образом, в основном, если напряжение, подаваемое на вывод затвора, увеличивается, меньшее количество тока будет течь от истока к стоку.
JFET с N-каналом имеет большую проводимость, чем JFET с P-каналом. Таким образом, JFET с N каналом является более эффективным проводником по сравнению с JFET с каналом P.
P-канал JFET
P-канальный JFET состоит из стержня P-типа, с двух сторон от которого легированы слои n-типа. Клемма затвора формируется путем соединения омических контактов с обеих сторон. Как и в N-канальном JFET, выводы истока и стока взяты с двух других сторон шины. Канал P-типа, состоящий из дырок в качестве носителей заряда, образован между выводами истока и стока.
P-канал JFET бар
Отрицательное напряжение, приложенное к выводам стока и истока, обеспечивает протекание тока от истока к выводам стока, и устройство работает в омической области. Положительное напряжение, приложенное к выводу затвора, обеспечивает уменьшение ширины канала, тем самым увеличивая сопротивление канала. Более положительным является напряжение затвора, меньше ток, протекающий через устройство.
Характеристики полевого транзистора с p-переходом
Ниже приведена характеристическая кривая полевого транзистора с p-каналом Junction и различные режимы работы транзистора.
Характеристики полевого транзистора с p-переходом
Область отсечения : Когда напряжение, приложенное к клемме затвора, достаточно положительное для канала ширина должна быть минимальной , ток не протекает. Это приводит к тому, что устройство находится в отключенной области.
Омическая область : Ток, протекающий через устройство, линейно пропорционален приложенному напряжению, пока не будет достигнуто напряжение пробоя. В этой области транзистор показывает некоторое сопротивление протеканию тока.
Область насыщенности : Когда напряжение сток-исток достигает значения, при котором ток, протекающий через устройство, является постоянным с напряжением сток-исток и изменяется только с напряжением затвор-исток, устройство считается находящимся в области насыщения.
Разбить регион : Когда напряжение сток-исток достигает значения, которое вызывает пробой в области истощения, вызывая резкое увеличение тока стока, устройство считается находящимся в области пробоя. Эта область пробоя достигается раньше при более низком значении напряжения сток-исток, когда напряжение затвор-исток более положительное.
МОП-транзистор
МОП-транзистор
MOSFET-транзистор, как следует из его названия, представляет собой полупроводниковую линейку p-типа (n-типа) (с двумя сильно легированными областями n-типа, рассеянными в ней) со слоем оксида металла, нанесенным на его поверхность, и отверстиями, взятыми из слоя для формирования источника и сливные терминалы. На оксидный слой нанесен металлический слой, образующий вывод затвора. Одно из основных применений полевых транзисторов - использование МОП-транзистор в качестве переключателя.
Этот тип полевого транзистора имеет три вывода: исток, сток и затвор. Напряжение, приложенное к клемме затвора, управляет потоком тока от истока к стоку. Наличие изолирующего слоя из оксида металла приводит к тому, что устройство имеет высокое входное сопротивление.
Типы полевых МОП-транзисторов в зависимости от режимов работы
MOSFET-транзистор - наиболее часто используемый тип полевого транзистора. Работа MOSFET осуществляется в двух режимах, на основе которых классифицируются транзисторы MOSFET. Работа полевого МОП-транзистора в режиме расширения состоит из постепенного формирования канала, тогда как в режиме истощения полевого МОП-транзистора он состоит из уже рассредоточенного канала. Расширенное применение MOSFET CMOS .
Расширенный MOSFET-транзистор
Когда отрицательное напряжение подается на вывод затвора полевого МОП-транзистора, носители или дырки, несущие положительный заряд, накапливаются больше около оксидного слоя. Канал формируется от истока до вывода стока.
Расширенный MOSFET-транзистор
По мере того, как напряжение становится более отрицательным, ширина канала увеличивается, и ток течет от истока к клемме стока. Таким образом, когда поток тока «усиливается» с приложенным напряжением затвора, это устройство называется MOSFET улучшенного типа.
MOSFET-транзистор в режиме истощения
МОП-транзистор в режиме истощения состоит из канала, распределенного между стоком и выводом истока. При отсутствии напряжения на затворе ток течет от истока к стоку из-за канала.
MOSFET-транзистор в режиме истощения
Когда это напряжение затвора становится отрицательным, в канале накапливаются положительные заряды.
Это приводит к истощению области или области неподвижных зарядов в канале и препятствует прохождению тока. Таким образом, поскольку на протекание тока влияет образование обедненной области, это устройство называется MOSFET режима обеднения.
Приложения, использующие MOSFET в качестве переключателя
Управление скоростью двигателя BLDC
МОП-транзистор может использоваться как переключатель для управления двигателем постоянного тока. Здесь транзистор используется для запуска полевого МОП-транзистора. ШИМ-сигналы от микроконтроллера используются для включения или выключения транзистора.
Управление скоростью двигателя BLDC
Сигнал низкого логического уровня с вывода микроконтроллера приводит к срабатыванию блока сопряжения OPTO, генерируя на его выходе высокий логический сигнал. Транзистор PNP отключен, и, соответственно, MOSFET срабатывает и включается. Клеммы стока и истока закорочены, и ток течет к обмоткам двигателя, так что он начинает вращаться. Сигналы ШИМ обеспечивают регулировка скорости двигателя .
Схема светодиода:
Схема множества светодиодов
Работа полевого МОП-транзистора в качестве переключателя включает приложение для управления яркостью массива светодиодов. Здесь транзистор, управляемый сигналами от внешних источников, таких как микроконтроллер, используется для управления MOSFET. Когда транзистор выключен, MOSFET получает питание и включается, тем самым обеспечивая правильное смещение для светодиодной матрицы.
Переключение лампы с использованием MOSFET:
Переключение лампы с помощью MOSFET
MOSFET можно использовать как переключатель для управления переключением ламп. Здесь также MOSFET запускается с помощью транзисторного переключателя. ШИМ-сигналы от внешнего источника, такого как микроконтроллер, используются для управления проводимостью транзистора, и, соответственно, полевой МОП-транзистор включается или выключается, таким образом управляя переключением лампы.
Мы надеемся, что нам удалось предоставить читателям самые лучшие знания по теме полевых транзисторов. Мы бы хотели, чтобы читатели ответили на простой вопрос - чем полевые транзисторы отличаются от биполярных транзисторов и почему они более широко используются в сравнении.
Пожалуйста, ваши ответы вместе с вашими отзывами в разделе комментариев ниже.
Фото Кредиты
Кластер полевых транзисторов от алибаба
N-канальный JFET от солнечная робототехника
P-канал JFET бар от Викимедиа
Кривая характеристик JFET канала P по обучение электронике
МОП-транзистор от imimg
Расширение MOSFET-транзистора от схема
