Tranzystory polowe: opis, tryby pracy

Tranzystory polowe są aktywnymi elementami półprzewodnikowymi, w których prąd wyjściowy jest kontrolowany przez zmianę pola elektrycznego. W zwykłym, tranzystory bipolarne sterowanie odbywa się za pomocą prądu wejściowego. Tranzystory polowe nazywane są również unipolarnymi, ponieważ w procesie przejścia prąd elektryczny Wykorzystywany jest tylko jeden typ mediów. Istnieją dwa typy tranzystorów polowych: z izolowaną bramką (z kolei dzielą się na urządzenia z wbudowanym i z kanałem indukcyjnym) oraz z kontrolowanym przejściem.

Opis i parametry

Tranzystory polowe składają się ze źródła (źródło nośnych prądu), bramki (elektrody sterującej), drenu (elektrody, do której płyną nośniki). Bramka jest pinem półprzewodnikowego urządzenia polowego, do którego podłączone jest napięcie sterujące. Źródłem jest elektroda, która jest zaprojektowana do przesyłania do tranzystora z urządzenia zasilającego dla nośników ładunku. Odpływ jest wyjściem urządzenia, przez które ładunek opuszcza tranzystor. Kanał tranzystorowy z efektem polowym to obszar urządzenia półprzewodnikowego, w którym poruszają się nośniki ładunku. Takie kanały mają elektronowy i przewodzący otwór. Tranzystory polowe mają następujące podstawowe parametry:

- rezystancja wejściowa to stosunek przyrostu różnicy potencjałów "bramka - źródło" do przyrostu prądu w bramce;

- napięcie odcięcia;

- rezystancja wewnętrzna (wyjściowa) elementu - stosunek przyrostu różnicy potencjałów "dren - źródło" do przyrostu prądu w źródle przy danej wartości napięcia "bramka - źródło";

- stromość charakterystyki drenarskiej - stosunek przyrostu prądu w drenu do przyrostu różnicy potencjałów "źródło bramkowe" przy stałej wartości napięcia "źródło drenażu".

Kluczowy tryb pracy tranzystora

Kluczem jest rozważenie takiego sposobu działania urządzenia półprzewodnikowego, w którym tranzystor jest albo całkowicie otwarty, albo całkowicie zamknięty, nie ma stanów pośrednich. Moc uwalniana w elemencie (tryb statyczny) jest równa iloczynowi prądu płynącego przez elektrody spustowe i różnicy potencjałów między tymi stykami. W trybie pełnego otwarcia (nasycenia) tranzystora polowego wartość rezystancji pomiędzy elektrodami dren-źródło zbliża się do zera. Wartość straty mocy w tym stanie jest iloczynem zera w stosunku do wielkości prądu, w wyniku czego moc również wynosi zero. W pełnym trybie zamykania urządzenia (tryb odcięcia) rezystancja pomiędzy stykami źródła drenu ma tendencję do nieskończoności. Wartość straty mocy w tym stanie jest iloczynem wartości napięcia przez zero, w wyniku czego moc ponownie wynosi zero. Jest to teoretycznie, ale w praktyce, kiedy półprzewodnikowy tranzystor polowy jest w stanie pełnego otwarcia, w urządzeniu występuje niewielka wartość rezystancji źródła drenu. W stanie zamkniętym nieznaczne prądy przepływają przez elektrody "dren-źródło". W rezultacie wartość utraty mocy nie jest równa zeru, ale jest nieistotna. W trybie dynamicznym (przejściowym) punkt pracy tranzystora przecina się z obszarem liniowym, którego aktualna wartość stanowi połowę maksymalnej wartości prądu drenu; wartość potencjału potencjału do drenażu osiąga również połowę maksymalnego napięcia. Okazuje się, że w trybie przejściowym tranzystor generuje znaczną stratę mocy. Ale czas trwania tego procesu jest znacznie krótszy niż czas trwania trybu statycznego. Odpowiednio, wydajność kaskady tranzystora polowego w trybie kluczowym jest bardzo wysoka - 93/98 procent. Instrumenty działające w trybie klawiszy są szeroko stosowane w urządzeniach konwertujących energię, źródłach impulsów, w wyjściowych stanach przetworników.

Kontrola FET

Diagnostyka urządzeń terenowych jest dość elementarna, potrzebny jest standardowy multimetr. Aby sprawdzić tranzystor polowy typu N, należy ustawić tranzystor polowy urządzenie pomiarowe w trybie wybierania. Czarna sonda dotyka podłoża tranzystora (spust), a czerwona - źródła. Urządzenie wyświetli spadek napięcia (około 500 mV), co oznacza, że ​​tranzystor jest zamknięty. Następnie dotykamy czerwonego prętowego wskaźnika i ponownie wracamy do źródła, teraz multimetr pokazuje 0 mV, co oznacza, że ​​tranzystor jest otwarty. Teraz, jeśli czarna sonda dotknie bramy i ponownie powróci do odpływu, tranzystor ponownie się zamknie. Weryfikacja się skończyła, element jest OK. Aby sprawdzić urządzenie polowe kanału P, odwróć polaryzację napięcia.