Kenttätransistorin klusteri
Kenttätransistori tai FET on transistori, jossa lähtövirtaa ohjataan sähkökentällä. FET: ää kutsutaan joskus unipolaariseksi transistoriksi, koska se sisältää yhden kantoaaltotyypin toiminnan. FET-transistoreiden perustyypit ovat täysin erilaisia kuin BJT transistorin perusteet . FET on kolminapaiset puolijohdelaitteet, joissa on lähde-, tyhjennys- ja porttiliittimet.
Varaus kantaa elektroneja tai reikiä, jotka virtaavat lähteestä valumaan aktiivisen kanavan läpi. Tätä elektronivirtaa lähteestä viemäriin ohjaa portin ja lähdeliittimien yli syötetty jännite.
FET-transistorin tyypit
FETit ovat kahden tyyppisiä - JFET tai MOSFET.
Risteys FET
Risteys FET
Junction FET -transistori on eräänlainen kenttätransistori, jota voidaan käyttää sähköisesti ohjattavana kytkimenä. sähköenergiaa virtaa aktiivisen kanavan kautta lähteiden välillä terminaaleihin. Soveltamalla käänteistä esijännite portin terminaaliin , kanava on kiristetty, joten sähkövirta kytketään kokonaan pois päältä.
Risteys FET-transistoria on saatavana kahtena napaisuutena
N-kanava JFET
N-kanava JFET
N-kanava JFET koostuu n-tyyppisestä pylväästä, jonka sivuille on seostettu kaksi p-tyyppistä kerrosta. Elektronikanava muodostaa laitteen N-kanavan. N-kanavalaitteen molempiin päihin tehdään kaksi ohmista kosketinta, jotka on yhdistetty yhteen muodostaen porttipäätteen.
Lähde- ja tyhjennysliittimet otetaan tangon kahdelta muulta puolelta. Lähde- ja tyhjennysliittimien välistä potentiaalieroa kutsutaan nimellä Vdd ja lähde- ja porttiterminaalin välistä potentiaalieroa nimeksi Vgs. Varausvirta johtuu elektronien virtauksesta lähteestä viemäriin.
Aina kun positiivista jännitettä syötetään viemärin ja lähdeliittimien yli, elektronit virtaavat lähteestä S D-liittimeen, kun taas tavanomainen tyhjennysvirta Id virtaa viemärin läpi lähteeseen. Kun virta kulkee laitteen läpi, se on yhdessä tilassa.
Kun negatiivista napaisuuden jännitettä käytetään portin päätelaitteeseen, kanavaan luodaan tyhjennysalue. Kanavan leveyttä pienennetään, mikä lisää kanavan vastusta lähteen ja viemärin välillä. Koska portti-lähde-liitos on käänteinen esijännitetty eikä virtaa virtaa laitteessa, se on pois päältä.
Joten periaatteessa, jos portin liittimessä käytettyä jännitettä kasvatetaan, lähteestä valuu vähemmän virtaa.
N-kanavan JFET: llä on suurempi johtavuus kuin P-kanavalla JFET. Joten N-kanava JFET on tehokkaampi johdin verrattuna P-kanavan JFET: ään.
P-kanava JFET
P-kanava JFET koostuu P-tyyppisestä pylväästä, jonka kahdelle sivulle seostetaan n-tyyppisiä kerroksia. Porttiterminaali muodostetaan yhdistämällä molemmilla puolilla olevat ohmiset koskettimet. Kuten N-kanavaisessa JFET: ssä, lähde- ja tyhjennysliittimet otetaan tangon kahdelta muulta puolelta. Lähteen ja tyhjennysterminaalin väliin muodostetaan P-tyyppinen kanava, joka koostuu rei'istä varauksen kantajina.
P-kanava JFET-palkki
Tyhjennys- ja lähdeliittimiin kohdistuva negatiivinen jännite varmistaa virran lähteen lähteestä tyhjennysliittimeen ja laite toimii ohmisella alueella. Portin liittimeen syötetty positiivinen jännite varmistaa kanavan leveyden pienenemisen ja lisää siten kanavan vastusta. Positiivisempi on portin jännite, vähemmän on laitteen läpi kulkeva virta.
P-kanavan liitos FET-transistorin ominaisuudet
Alla on p-kanavan Junction Field Effect -transistorin ominaiskäyrä ja transistorin eri toimintatilat.
P-kanavan liitos FET-transistorin ominaisuudet
Katkaisualue : Kun portin liittimeen syötetty jännite on riittävän positiivinen kanavalle leveys on minimissään , virtaa ei virtaa. Tämä aiheuttaa laitteen olevan katkaisualueella.
Ohminen alue : Laitteen läpi kulkeva virta on lineaarisesti verrannollinen käytettyyn jännitteeseen, kunnes rikkoutumisjännite on saavutettu. Tällä alueella transistori osoittaa jonkin verran vastusta virran virtaukselle.
Kylläisyysalue : Kun tyhjennyslähteen jännite saavuttaa arvon, joka laitteen läpi kulkeva virta on vakio tyhjennyslähteen jännitteen kanssa ja vaihtelee vain porttilähteen jännitteen kanssa, laitteen sanotaan olevan kyllästysalueella.
Hajota alue : Kun tyhjennyslähteen jännite saavuttaa arvon, joka aiheuttaa tyhjennysalueen hajoamisen aiheuttaen tyhjennysvirran äkillisen kasvun, laitteen sanotaan olevan hajoamisalueella. Tämä hajoamisalue saavutetaan aikaisemmin tyhjennyslähteen jännitteen pienemmälle arvolle, kun porttilähteen jännite on positiivisempi.
MOSFET-transistori
MOSFET-transistori
MOSFET-transistori on nimensä mukaan p-tyypin (n-tyyppinen) puolijohdetanko (johon on diffundoitu kaksi voimakkaasti seostettua n-tyyppistä aluetta), jonka pinnalle on kerrostunut metallioksidikerros ja kerroksesta poistetut reiät lähteen muodostamiseksi ja tyhjennysliittimet. Metallikerros kerrostetaan oksidikerrokselle porttiterminaalin muodostamiseksi. Yksi kenttätransistoreiden perussovelluksista on a MOSFET kytkimenä.
Tämän tyyppisessä FET-transistorissa on kolme päätelaitetta, jotka ovat lähde, tyhjennys ja portti. Porttiliittimeen syötetty jännite ohjaa virran kulkua lähteestä viemäriin. Eristävän metallioksidikerroksen läsnäolo johtaa siihen, että laitteella on suuri tuloimpedanssi.
MOSFET-transistorin tyypit toimintatilojen perusteella
MOSFET-transistori on yleisimmin käytetty kenttätransistorityyppi. MOSFET-toiminta saavutetaan kahdessa tilassa, joiden perusteella MOSFET-transistorit luokitellaan. MOSFET-toiminto parannustilassa koostuu kanavan asteittaisesta muodostumisesta, kun taas tyhjentämistilassa MOSFET se koostuu jo hajautetusta kanavasta. MOSFETin kehittynyt sovellus on CMOS .
Lisälaite MOSFET-transistori
Kun negatiivinen jännite kohdistetaan MOSFET-portin päätteeseen, positiivista varausta kantavat kantajat tai reiät kerääntyvät enemmän lähelle oksidikerrosta. Lähteestä tyhjennysliittimeen muodostetaan kanava.
Lisälaite MOSFET-transistori
Kun jännite muuttuu negatiivisemmaksi, kanavan leveys kasvaa ja virta kulkee lähteestä tyhjennysliittimeen. Siten virran virtauksen 'tehostuessa' käytetyllä hilajännitteellä tätä laitetta kutsutaan parannustyypiksi MOSFET.
Tyhjennystilan MOSFET-transistori
Poistotilan MOSFET koostuu kanavasta, joka on hajautettu lähteen päätelaitteen viemärin väliin. Ilman hilajännitettä virta kulkee lähteestä viemäriin kanavan takia.
Tyhjennystilan MOSFET-transistori
Kun tämä porttijännite muutetaan negatiiviseksi, positiiviset varaukset kerääntyvät kanavaan.
Tämä aiheuttaa tyhjenemisalueen tai liikkumattomien varausten alueen kanavassa ja estää virran kulkua. Täten, kun virtavirtaan vaikuttaa tyhjenemisalueen muodostuminen, tätä laitetta kutsutaan tyhjentämismoodiksi MOSFET.
Sovellukset, joissa MOSFET on kytkimenä
BLDC-moottorin nopeuden hallinta
MOSFETiä voidaan käyttää kytkimenä tasavirtamoottorin käyttämiseen. Tässä transistoria käytetään MOSFETin laukaisemiseen. Mikrokontrollerin PWM-signaaleja käytetään transistorin kytkemiseen päälle tai pois päältä.
BLDC-moottorin nopeuden hallinta
Mikrokontrollerin piniltä tuleva matala looginen signaali johtaa OPTO-kytkimen toimintaan ja tuottaa lähtöön korkean logiikkasignaalin. PNP-transistori katkaistaan ja vastaavasti MOSFET laukaistaan ja kytketään päälle. Tyhjennys- ja lähdeliittimet ovat oikosulussa ja virta kulkee moottorin käämiin siten, että se alkaa pyöriä. PWM-signaalit varmistavat moottorin nopeuden säätö .
LED-ryhmän järjestäminen:
Ajo joukko LEDejä
MOSFET-toiminto kytkimenä sisältää LED-ryhmän voimakkuuden säätämisen sovelluksen. Tässä transistoria, jota ohjaa ulkoisten lähteiden, kuten mikrokontrollerin, signaalit, käytetään MOSFETin ohjaamiseen. Kun transistori kytketään pois päältä, MOSFET saa virransyötön ja kytketään päälle, mikä antaa LED-ryhmälle oikean esijännityksen.
Lampun vaihtaminen MOSFET-toiminnolla:
Lampun vaihtaminen MOSFET: n avulla
MOSFETiä voidaan käyttää kytkimenä lamppujen vaihtamisen ohjaamiseen. Tässäkin MOSFET laukaistaan transistorikytkimellä. PWM-signaaleja ulkoisesta lähteestä, kuten mikrokontrollerista, käytetään ohjaamaan transistorin johtamista ja vastaavasti MOSFET kytkeytyy päälle tai pois päältä, mikä ohjaa lampun kytkentää.
Toivomme, että olemme onnistuneet tarjoamaan lukijoille parasta tietoa kenttätransistoreista. Haluaisimme lukijoiden vastaavan yksinkertaiseen kysymykseen - Miten FETit eroavat BJT: stä ja miksi niitä käytetään enemmän suhteellisesti.
Ole hyvä ja vastauksesi sekä palautteesi alla olevassa kommenttiosassa.
Valokuvahyvitykset
Kenttätransistorin klusteri alibaba
N-kanava JFET solarbotiikka
P-kanavan JFET-palkki wikimedia
P-kanavan JFET-ominaisuuksien käyrä elektroniikan oppiminen
MOSFET-transistori imimg
Parantaa MOSFET-transistoria tänään
