Un grup de tranzistori cu efect de câmp
Un tranzistor cu efect de câmp sau FET este un tranzistor, unde curentul de ieșire este controlat de un câmp electric. FET este uneori numit tranzistor unipolar, deoarece implică o operare de tip purtător unic. Tipurile de bază ale tranzistoarelor FET sunt complet diferite de BJT elementele de bază ale tranzistorului . FET este un dispozitiv semiconductor cu trei terminale, cu terminale sursă, de scurgere și poartă.
Părțile de încărcare sunt electroni sau găuri, care curg de la sursă pentru a se scurge printr-un canal activ. Acest flux de electroni de la sursă la drenaj este controlat de tensiunea aplicată peste bornele porții și sursei.
Tipuri de tranzistor FET
FET-urile sunt de două tipuri - JFET-uri sau MOSFET-uri.
Joncțiune FET
Un Junction FET
Tranzistorul Junction FET este un tip de tranzistor cu efect de câmp care poate fi utilizat ca întrerupător controlat electric. energie electrica curge printr-un canal activ între surse pentru a scurge terminalele. Prin aplicarea unui revers tensiune de polarizare la terminalul porții , canalul este tensionat, astfel încât curentul electric este oprit complet.
Tranzistorul FET de joncțiune este disponibil în două polarități care sunt
N- Canal JFET
N canal JFET
Canalul N JFET constă dintr-o bară de tip n la laturile căreia sunt dopate două straturi de tip p. Canalul de electroni constituie canalul N al dispozitivului. Două contacte ohmice sunt realizate la ambele capete ale dispozitivului cu canal N, care sunt conectate împreună pentru a forma terminalul porții.
Terminalele sursă și de scurgere sunt preluate de pe celelalte două părți ale barei. Diferența de potențial între terminalele sursă și de evacuare este denumită Vdd, iar diferența de potențial între sursa și terminalul de poartă este denumită Vgs. Debitul de încărcare se datorează fluxului de electroni de la sursă la drenaj.
Ori de câte ori se aplică o tensiune pozitivă peste bornele de scurgere și sursă, electronii curg de la sursa ‘S’ la scurgerea terminalului ‘D’, în timp ce curentul de scurgere convențional Id curge prin scurgere la sursă. Pe măsură ce curentul curge prin dispozitiv, acesta se află într-o singură stare.
Când se aplică o tensiune de polaritate negativă la terminalul porții, se creează o regiune de epuizare în canal. Lățimea canalului este redusă, crescând astfel rezistența canalului între sursă și drenaj. Deoarece joncțiunea poartă-sursă este polarizată invers și nu curge curent în dispozitiv, aceasta este în starea oprită.
Deci, practic, dacă tensiunea aplicată la terminalul porții este crescută, o cantitate mai mică de curent va curge de la sursă la drenaj.
Canalul N JFET are o conductivitate mai mare decât canalul P JFET. Deci canalul N JFET este un conductor mai eficient în comparație cu canalul P JFET.
P-Channel JFET
Canalul P JFET constă dintr-o bară de tip P, pe cele două laturi ale căror straturi de tip n sunt dopate. Terminalul porții este format prin unirea contactelor ohmice de pe ambele părți. La fel ca într-un canal N JFET, terminalele sursă și de scurgere sunt luate de pe celelalte două părți ale barei. Un canal de tip P, format din găuri ca purtători de încărcare, se formează între sursă și terminalul de scurgere.
Bara JFET a canalului P
O tensiune negativă aplicată bornelor de scurgere și sursă asigură curgerea curentului de la sursă la borna de scurgere și dispozitivul funcționează în regiunea ohmică. O tensiune pozitivă aplicată la terminalul porții asigură reducerea lățimii canalului, crescând astfel rezistența canalului. Mai pozitivă este tensiunea porții mai mică este curentul care trece prin dispozitiv.
Caracteristicile tranzistorului FET Junction canal
Dat mai jos este curba caracteristică a tranzistorului cu efect de câmp de joncțiune al canalului p și diferite moduri de funcționare ale tranzistorului.
Caracteristicile tranzistorului FET de joncțiune a canalului p
Regiunea cutoff : Când tensiunea aplicată la terminalul porții este suficient de pozitivă pentru canal lățimea să fie minimă , nu curge curent. Acest lucru face ca dispozitivul să se afle în regiunea tăiată.
Regiunea ohmică : Curentul care trece prin dispozitiv este liniar proporțional cu tensiunea aplicată până când se atinge o tensiune de avarie. În această regiune, tranzistorul prezintă o anumită rezistență la fluxul de curent.
Regiunea de saturație : Când tensiunea sursei de scurgere atinge o valoare astfel încât curentul care curge prin dispozitiv este constant cu tensiunea sursei de scurgere și variază numai cu tensiunea sursei de poartă, se spune că dispozitivul se află în regiunea de saturație.
Descompuneți regiunea : Când tensiunea sursei de scurgere atinge o valoare care determină ruperea regiunii de epuizare, provocând o creștere bruscă a curentului de scurgere, se spune că dispozitivul se află în regiunea de scurgere. Această regiune de defecțiune este atinsă mai devreme pentru o valoare mai mică a tensiunii sursei de scurgere atunci când tensiunea sursei porții este mai pozitivă.
“Decodor 4-16 ”
Tranzistor MOSFET
Tranzistor MOSFET
Tranzistorul MOSFET, așa cum sugerează și numele său, este o bară semiconductoare de tip p (cu două regiuni de tip n puternic dopate difuzate în el) cu un strat de oxid de metal depus pe suprafața sa și găuri scoase din strat pentru a forma sursa și borne de golire. Un strat metalic este depus pe stratul de oxid pentru a forma terminalul porții. Una dintre aplicațiile de bază ale tranzistoarelor cu efect de câmp este utilizarea unui MOSFET ca un comutator.
Acest tip de tranzistor FET are trei terminale, care sunt sursă, drenaj și poartă. Tensiunea aplicată la terminalul porții controlează fluxul de curent de la sursă la drenaj. Prezența unui strat izolator de oxid de metal are ca rezultat ca dispozitivul să aibă o impedanță mare de intrare.
Tipuri de tranzistor MOSFET pe baza modurilor de funcționare
Un tranzistor MOSFET este cel mai frecvent utilizat tip de tranzistor cu efect de câmp. Funcționarea MOSFET se realizează în două moduri, pe baza cărora sunt clasificate tranzistoarele MOSFET. Operațiunea MOSFET în modul de îmbunătățire constă dintr-o formare treptată a unui canal, în timp ce, în modul de epuizare MOSFET, constă dintr-un canal deja difuz. O aplicație avansată de MOSFET este CMOS .
Tranzistor MOSFET de îmbunătățire
Când se aplică o tensiune negativă la terminalul porții MOSFET, purtătorii sau găurile care transportă sarcina pozitivă se acumulează mai mult în apropierea stratului de oxid. Se formează un canal de la sursă la terminalul de scurgere.
Tranzistor MOSFET de îmbunătățire
Pe măsură ce tensiunea devine mai negativă, lățimea canalului crește și curentul curge de la sursă la terminalul de scurgere. Astfel, pe măsură ce fluxul de curent se „îmbunătățește” cu tensiunea aplicată a porții, acest dispozitiv se numește MOSFET de tip Îmbunătățire.
Tranzistor MOSFET în modul de epuizare
Un MOSFET în modul de epuizare constă dintr-un canal difuz între scurgere la terminalul sursă. În absența oricărei tensiuni a porții, curentul curge de la sursă la drenaj din cauza canalului.
Tranzistor MOSFET în modul de epuizare
Când această tensiune a porții devine negativă, în canal se acumulează sarcini pozitive.
Acest lucru determină o regiune de epuizare sau o regiune de încărcări imobile în canal și împiedică fluxul de curent. Astfel, pe măsură ce fluxul de curent este afectat de formarea regiunii de epuizare, acest dispozitiv se numește MOSFET în modul de epuizare.
Aplicații care implică MOSFET ca switch
Controlul vitezei motorului BLDC
MOSFET poate fi folosit ca întrerupător pentru acționarea unui motor de curent continuu. Aici este utilizat un tranzistor pentru a declanșa MOSFET-ul. Semnalele PWM de la un microcontroler sunt utilizate pentru a porni sau opri tranzistorul.
Controlul vitezei motorului BLDC
Un semnal logic scăzut de la pinul microcontrolerului duce la funcționarea cuplajului OPTO, generând un semnal logic ridicat la ieșirea sa. Tranzistorul PNP este întrerupt și, în consecință, MOSFET-ul este declanșat și este pornit. Terminalele de evacuare și sursă sunt scurtcircuitate, iar curentul de curent către înfășurările motorului astfel încât să înceapă să se rotească. Semnalele PWM asigură controlul vitezei motorului .
Conducerea unei game de LED-uri:
Conducerea unei game de LED-uri
Funcționarea MOSFET ca un comutator implică aplicarea controlului intensității unei game de LED-uri. Aici un tranzistor, acționat de semnale de la surse externe, cum ar fi microcontrolerul, este utilizat pentru a conduce MOSFET-ul. Când tranzistorul este oprit, MOSFET primește alimentarea și este pornit, oferind astfel o polarizare adecvată a matricei de LED-uri.
Comutarea lămpii folosind MOSFET:
Comutarea lămpii folosind MOSFET
MOSFET poate fi folosit ca întrerupător pentru a controla comutarea lămpilor. Aici, MOSFET-ul este declanșat folosind un comutator cu tranzistor. Semnalele PWM de la o sursă externă, cum ar fi un microcontroler, sunt utilizate pentru a controla conducerea tranzistorului și, prin urmare, MOSFET pornește sau oprește, controlând astfel comutarea lămpii.
Sperăm că am reușit să oferim cititorilor cele mai bune cunoștințe despre subiectul tranzistoarelor cu efect de câmp. Am dori ca cititorii să răspundă la o întrebare simplă - Cum diferă FET-urile de BJT-uri și de ce sunt utilizate mai mult comparativ.
Vă rugăm să răspundeți împreună cu feedback-ul dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.
Credite foto
Un grup de tranzistori cu efect de câmp de alibaba
N canal JFET de solarbotics
Bara JFET a canalului P de wikimedia
Caracteristicile canalului P JFET curbă de învățare despre electronică
MOSFET tranzistor de imimg
Tranzistor MOSFET îmbunătățit de astăzi în circuit
