Shluk tranzistoru s efektem pole
Tranzistor s efektem pole nebo FET je tranzistor, kde je výstupní proud řízen elektrickým polem. FET se někdy nazývá unipolární tranzistor, protože zahrnuje operaci typu jednoho nosiče. Základní typy tranzistorů FET se zcela liší od BJT základy tranzistoru . FET jsou třívodičová polovodičová zařízení se zdrojovými, odtokovými a hradlovými svorkami.
Nosiči náboje jsou elektrony nebo otvory, které proudí ze zdroje k odtoku aktivním kanálem. Tento tok elektronů ze zdroje do odtoku je řízen napětím přivedeným přes bránu a zdrojové terminály.
Typy tranzistorů FET
FET jsou dvou typů - JFET nebo MOSFET.
Spojení FET
Spojovací FET
Tranzistor FET Junction je typ tranzistoru s efektem pole, který lze použít jako elektricky ovládaný spínač. The elektrická energie protéká aktivním kanálem mezi zdroji do odtokových terminálů. Použitím reverzu předpětí na terminál brány , kanál je napjatý, takže elektrický proud je zcela vypnutý.
Přechodový tranzistor FET je k dispozici ve dvou polaritách, které jsou
N- kanál JFET
N kanál JFET
N kanál JFET se skládá z pruhu typu n, po jehož stranách jsou dotovány dvě vrstvy typu p. Kanál elektronů tvoří N kanál pro zařízení. Na obou koncích zařízení N-kanálu jsou vytvořeny dva ohmické kontakty, které jsou vzájemně spojeny a tvoří bránu.
Terminály zdroje a odtoku jsou odebírány z ostatních dvou stran lišty. Potenciální rozdíl mezi zdrojovým a odtokovým terminálem se označuje jako Vdd a potenciální rozdíl mezi zdrojovým a odtokovým terminálem se označuje jako Vgs. Tok náboje je způsoben tokem elektronů ze zdroje do odtoku.
Kdykoli je na odtokové a zdrojové svorky přivedeno kladné napětí, elektrony proudí ze zdroje „S“ do odtoku „D“, zatímco běžný odběrový proud Id protéká odtokem ke zdroji. Jak proud prochází zařízením, je v jednom stavu.
Když je na terminál brány přivedeno napětí se zápornou polaritou, v kanálu se vytvoří oblast vyčerpání. Šířka kanálu se zmenší, čímž se zvýší odpor kanálu mezi zdrojem a odtokem. Vzhledem k tomu, že spojení brány a zdroje je předpjaté a v zařízení neprotéká žádný proud, je ve vypnutém stavu.
Takže v zásadě, pokud se zvýší napětí přiváděné na terminál brány, ze zdroje vytéká do odtoku menší množství proudu.
JFET kanálu N má vyšší vodivost než JFET kanálu P. Takže N kanál JFET je efektivnější vodič ve srovnání s P kanálem JFET.
P-kanál JFET
P kanál JFET se skládá z pruhu typu P, na jehož dvou stranách jsou dotovány vrstvy typu n. Terminál brány je vytvořen spojením ohmických kontaktů na obou stranách. Stejně jako v N kanálu JFET jsou zdrojové a odtokové terminály odebírány z ostatních dvou stran lišty. Mezi zdrojem a odtokovým terminálem je vytvořen kanál typu P, který se skládá z otvorů jako nosičů náboje.
P kanál JFET bar
Záporné napětí přivedené na odtokovou a zdrojovou svorku zajišťuje tok proudu ze zdroje do odtokové svorky a zařízení pracuje v ohmické oblasti. Kladné napětí přivedené na terminál brány zajišťuje zmenšení šířky kanálu, čímž se zvyšuje odpor kanálu. Pozitivnější je napětí hradla, méně proud protékající zařízením.
Charakteristika tranzistoru FET spojovacího kanálu p
Níže je uvedena charakteristická křivka tranzistoru s efektem Junction Field Effect kanálu p a různé režimy provozu tranzistoru.
Charakteristika tranzistoru FET s kanálem p
Mezní oblast : Když je napětí přivedené na svorku brány pro kanál dostatečně kladné šířka je minimální , neproudí žádný proud. To způsobí, že zařízení bude v odříznuté oblasti.
Ohmická oblast : Proud protékající zařízením je lineárně úměrný použitému napětí, dokud není dosaženo průrazného napětí. V této oblasti vykazuje tranzistor určitý odpor vůči toku proudu.
Oblast nasycení : Když napětí odtokového zdroje dosáhne hodnoty takové, že proud protékající zařízením je konstantní s napětím odtokového zdroje a mění se pouze s napětím hradlového zdroje, říká se, že je zařízení v oblasti nasycení.
Rozebrat region : Když napětí odtokového zdroje dosáhne hodnoty, která způsobí rozpad oblasti vyčerpání, což způsobí náhlé zvýšení odtokového proudu, říká se, že se zařízení nachází v oblasti rozbití. Této oblasti zhroucení je dosaženo dříve pro nižší hodnotu napětí odtokového zdroje, když je napětí brány-zdroj pozitivnější.
MOSFET tranzistor
MOSFET tranzistor
MOSFET tranzistor, jak jeho název napovídá, je polovodičová tyč typu p (typu n) (se dvěma difúzně silně dotovanými oblastmi typu n) s vrstvou oxidu kovu nanesenou na jeho povrchu a otvory vyjmutými z vrstvy za účelem vytvoření zdroje a odtokové svorky. Na vrstvu oxidu je nanesena kovová vrstva, která vytvoří terminál brány. Jednou ze základních aplikací tranzistorů s efektem pole je použití a MOSFET jako přepínač.
Tento typ tranzistoru FET má tři terminály, které jsou zdroj, odtok a hradlo. Napětí přivedené na svorku brány řídí tok proudu ze zdroje do odtoku. Přítomnost izolační vrstvy oxidu kovu vede k tomu, že zařízení má vysokou vstupní impedanci.
Typy tranzistorů MOSFET na základě provozních režimů
MOSFET tranzistor je nejběžněji používaným typem tranzistoru s efektem pole. Provoz MOSFET je dosažen ve dvou režimech, na základě kterých jsou klasifikovány tranzistory MOSFET. Provoz MOSFET v režimu vylepšení spočívá v postupném vytváření kanálu, zatímco v režimu vyčerpání MOSFET se skládá z již rozptýleného kanálu. Pokročilá aplikace MOSFET je CMOS .
Vylepšení tranzistoru MOSFET
Když je na hradlový terminál MOSFET přivedeno záporné napětí, nosiče nebo otvory nesoucí kladný náboj se hromadí více v blízkosti oxidové vrstvy. Ze zdroje do odtokového terminálu je vytvořen kanál.
Vylepšení tranzistoru MOSFET
Vzhledem k tomu, že napětí je více záporné, šířka kanálu se zvětšuje a proud proudí ze zdroje do odtokové svorky. Jelikož se tok proudu „zvyšuje“ s aplikovaným hradlovým napětím, nazývá se toto zařízení vylepšení typu MOSFET.
Tranzistor MOSFET v režimu vyčerpání
MOSFET v režimu vyčerpání sestává z kanálu rozptýleného mezi odtokem do zdrojového terminálu. Při absenci jakéhokoli hradlového napětí protéká proud ze zdroje do kanálu kvůli kanálu.
Tranzistor MOSFET v režimu vyčerpání
Když je toto hradlové napětí záporné, v kanálu se hromadí kladné náboje.
To způsobí vyčerpání oblasti nebo oblasti nepohyblivých nábojů v kanálu a znemožní tok proudu. Jelikož je tedy tok proudu ovlivňován tvorbou oblasti vyčerpání, nazývá se toto zařízení režimem MOSFET v režimu vyčerpání.
Aplikace zahrnující MOSFET jako přepínač
Ovládání rychlosti BLDC motoru
MOSFET lze použít jako spínač k ovládání stejnosměrného motoru. Zde se používá tranzistor ke spuštění MOSFET. Signály PWM z mikrokontroléru se používají k zapnutí nebo vypnutí tranzistoru.
Ovládání rychlosti BLDC motoru
Logický nízký signál z kolíku mikrokontroléru způsobí, že OPTO Coupler bude fungovat a na svém výstupu generuje vysoký logický signál. Tranzistor PNP je odpojen a podle toho se aktivuje MOSFET a zapne se. Svorky odtoku a zdroje jsou zkratovány a proud proudí do vinutí motoru tak, že se začne otáčet. Signály PWM zajišťují regulace otáček motoru .
Řízení řady LED:
Řízení řady LED
Provoz MOSFET jako přepínač zahrnuje aplikaci řízení intenzity řady LED diod. Zde se k řízení MOSFET používá tranzistor, poháněný signály z externích zdrojů, jako je mikrokontrolér. Když je tranzistor vypnutý, MOSFET dostane napájení a je zapnutý, což zajišťuje správné předpětí pro LED pole.
Přepínání lampy pomocí MOSFET:
Přepínání lampy pomocí MOSFET
MOSFET lze použít jako spínač pro ovládání spínání světel. I zde se MOSFET spouští pomocí tranzistorového spínače. Signály PWM z externího zdroje, jako je mikrokontrolér, se používají k řízení vedení tranzistoru a podle toho se MOSFET zapíná nebo vypíná, čímž řídí spínání lampy.
Doufáme, že jsme byli úspěšní při poskytování nejlepších znalostí čtenářům o tématu tranzistorů s efektem pole. Chtěli bychom, aby čtenáři odpověděli na jednoduchou otázku - Jak se FET liší od BJT a proč jsou více využívány poměrně.
Odpovědi spolu se zpětnou vazbou prosím uveďte v sekci komentářů níže.
Fotografické kredity
Shluk tranzistoru s efektem pole od alibaba
N kanál JFET od solarbotics
P kanál JFET bar o wikimedia
Křivka charakteristiky kanálu P P kanálu o učení o elektronice
MOSFET tranzistor od imimg
Vylepšení tranzistoru MOSFET o obvod dnes
