Lauka efekta tranzistora kopa
Lauka efekta tranzistors jeb FET ir tranzistors, kur izejas strāvu kontrolē elektriskais lauks. FET dažreiz sauc par vienpolāru tranzistoru, jo tas ietver viena nesēja tipa darbību. FET tranzistoru pamatveidi ir pilnīgi atšķirīgi no BJT tranzistora pamati . FET ir trīs termināļu pusvadītāju ierīces ar avota, drenāžas un vārtu spailēm.
Lādiņa nesēji ir elektroni vai caurumi, kas no avota plūst caur aktīvo kanālu. Šo elektronu plūsmu no avota līdz aizplūšanai kontrolē spriegums, kas tiek pielikts pāri vārtiem un avota spailēm.
FET tranzistora veidi
FET ir divu veidu - JFET vai MOSFET.
Savienojuma FET
Savienojuma FET
Junction FET tranzistors ir lauka tranzistora veids, ko var izmantot kā elektriski vadāmu slēdzi. The elektriskā enerģija plūst caur aktīvo kanālu starp avotiem, lai iztukšotu spailes. Piemērojot reverso novirzes spriegums vārtu terminālim , kanāls ir saspringts, tāpēc elektriskā strāva tiek pilnībā izslēgta.
Savienojuma FET tranzistors ir pieejams divās polaritātēs
N- kanāla JFET
N kanāls JFET
N kanāla JFET sastāv no n veida joslas, kuras malās ir leģēti divi p veida slāņi. Elektronu kanāls ir ierīces N kanāls. N-kanāla ierīces abos galos ir izveidoti divi omi kontakti, kas ir savienoti kopā, veidojot vārtu termināli.
Avota un drenāžas spailes tiek ņemtas no abām pārējām stieņa pusēm. Potenciālā atšķirība starp avota un kanalizācijas spailēm tiek saukta par Vdd un potenciālā atšķirība starp avota un vārtu termināli tiek dēvēta par Vgs. Lādiņa plūsma ir saistīta ar elektronu plūsmu no avota līdz aizplūšanai.
Ikreiz, kad pāri drenāžas un avota spailēm tiek piemērots pozitīvs spriegums, elektroni plūst no avota “S” līdz “D” spailei, turpretim parastā drenāžas strāva Id plūst caur noteku līdz avotam. Kad strāva plūst caur ierīci, tā atrodas vienā stāvoklī.
Kad vārtu spailei tiek piemērots negatīvs polaritātes spriegums, kanālā tiek izveidots noplicināšanas reģions. Kanāla platums tiek samazināts, tādējādi palielinot kanāla pretestību starp avotu un noteku. Tā kā vārtu un avotu krustojums ir pretējs, un ierīcē neplūst strāva, tas ir izslēgtā stāvoklī.
Tātad, ja tiek palielināts vārtu spailē pielietotais spriegums, no avota līdz notecei ieplūdīs mazāks strāvas daudzums.
N kanāla JFET vadītspēja ir lielāka nekā P kanāla JFET. Tātad N kanāla JFET ir efektīvāks vadītājs nekā P kanāla JFET.
P-kanāla JFET
P kanāls JFET sastāv no P veida stieņa, kura divās pusēs ir leģēti n veida slāņi. Vārtu spaili veido, savienojot omiskos kontaktus abās pusēs. Tāpat kā N kanāla JFET, avota un drenāžas spailes tiek ņemtas no pārējām divām joslas pusēm. Starp avota un drenāžas spaili tiek izveidots P veida kanāls, kas sastāv no caurumiem kā lādiņu nesējiem.
P kanāla JFET josla
Negatīvs spriegums, kas tiek pielikts drenāžas un avota spailēm, nodrošina strāvas plūsmu no avota uz drenāžas spaili, un ierīce darbojas omas reģionā. Pozitīvs spriegums, kas tiek piemērots vārtu spailei, nodrošina kanāla platuma samazināšanu, tādējādi palielinot kanāla pretestību. Pozitīvāk ir vārtu spriegums, mazāk strāvas, kas plūst caur ierīci.
P kanāla savienojuma FET tranzistora raksturojums
Zemāk ir p kanāla savienojuma lauka efekta tranzistora raksturīgā līkne un dažādi tranzistora darbības veidi.
P kanālu savienojuma FET tranzistora raksturojums
Griezuma reģions : Kad vārtu spailei pieliktais spriegums ir pietiekami pozitīvs kanālam platumam jābūt minimālam , strāva neplūst. Tādējādi ierīce atrodas nogrieztā reģionā.
Omas apgabals : Strāva, kas plūst caur ierīci, ir lineāri proporcionāla pielietotajam spriegumam, līdz tiek sasniegts sadalīšanās spriegums. Šajā reģionā tranzistors parāda zināmu pretestību strāvas plūsmai.
Piesātinājuma reģions Kad drenāžas avota spriegums sasniedz tādu vērtību, ka strāva, kas plūst caur ierīci, ir nemainīga ar drenāžas avota spriegumu un mainās tikai ar vārtu avota spriegumu, tiek uzskatīts, ka ierīce atrodas piesātinājuma apgabalā.
Sadalīt reģionu : Kad drenāžas avota spriegums sasniedz vērtību, kas izraisa noplicināšanas reģiona sadalīšanos, izraisot pēkšņu drenāžas strāvas pieaugumu, tiek uzskatīts, ka ierīce atrodas sadalīšanās reģionā. Šis sadalījuma reģions tiek sasniegts agrāk attiecībā uz zemāku notekas avota sprieguma vērtību, ja vārtu avota spriegums ir pozitīvāks.
MOSFET tranzistors
MOSFET tranzistors
MOSFET tranzistors, kā norāda nosaukums, ir p tipa (n veida) pusvadītāju stienis (ar diviem stipri leģētiem n tipa reģioniem, kas tajā izkliedēti) ar metāla oksīda slāni, kas nogulsnēts uz tā virsmas, un no slāņa izņemtas caurumi avota veidošanai un kanalizācijas spailes. Metāla slānis tiek nogulsnēts uz oksīda slāņa, veidojot vārtu termināli. Viena no lauka tranzistoru pamata lietojumprogrammām ir a MOSFET kā slēdzis.
Šāda veida FET tranzistoriem ir trīs spailes, kas ir avots, kanalizācija un vārti. Vārtu spailei pieliktais spriegums kontrolē strāvas plūsmu no avota līdz aizplūšanai. Metāla oksīda izolācijas slāņa klātbūtnes rezultātā ierīcei ir augsta ieejas pretestība.
MOSFET tranzistora veidi, pamatojoties uz darbības režīmiem
MOSFET tranzistors ir visbiežāk izmantotais lauka tranzistora veids. MOSFET darbība tiek panākta divos režīmos, pamatojoties uz kuriem tiek klasificēti MOSFET tranzistori. MOSFET darbība uzlabošanas režīmā sastāv no pakāpeniskas kanāla veidošanās, savukārt izsīkšanas režīmā MOSFET - no jau izkliedēta kanāla. Uzlabota MOSFET lietojumprogramma ir CMOS .
Uzlabojums MOSFET tranzistors
Ja MOSFET vārtu terminālim tiek piemērots negatīvs spriegums, pozitīvā lādiņa nesēji vai caurumi vairāk uzkrājas oksīda slāņa tuvumā. No avota līdz kanalizācijas terminālim tiek izveidots kanāls.
Uzlabojums MOSFET tranzistors
Kad spriegums tiek padarīts negatīvāks, kanāla platums palielinās un strāva plūst no avota līdz drenāžas terminālim. Tādējādi, kad strāvas plūsma ‘uzlabojas’ ar piemērotu vārtu spriegumu, šo ierīci sauc par Enhancement type MOSFET.
Iztukšošanas režīma MOSFET tranzistors
Iztukšošanas režīma MOSFET sastāv no kanāla, kas izkliedēts starp noteku līdz avota terminālim. Ja nav vārtu sprieguma, kanāla dēļ strāva plūst no avota uz kanalizāciju.
Iztukšošanas režīma MOSFET tranzistors
Kad šis vārtu spriegums tiek padarīts negatīvs, kanālā tiek uzkrāta pozitīva maksa.
Tas izraisa iztukšošanas reģionu vai nekustīgu lādiņu reģionu kanālā un kavē strāvas plūsmu. Tādējādi, tā kā strāvas plūsmu ietekmē iztukšošanas reģiona veidošanās, šo ierīci sauc par izsīkšanas režīma MOSFET.
Lietojumprogrammas, kurās MOSFET ir pārslēgts
BLDC motora ātruma kontrolēšana
MOSFET var izmantot kā slēdzi, lai darbinātu līdzstrāvas motoru. Šeit MOSFET iedarbināšanai tiek izmantots tranzistors. PWM signālus no mikrokontrollera izmanto, lai ieslēgtu vai izslēgtu tranzistoru.
BLDC motora ātruma kontrolēšana
Loģiski zems signāls no mikrokontrollera tapas izraisa OPTO savienotāja darbību, tā izejā ģenerējot augstu loģisko signālu. PNP tranzistors ir izslēgts, un attiecīgi MOSFET tiek iedarbināts un ieslēgts. Notekas un avota spailes ir īssavienotas, un strāvas plūsma uz motora tinumiem ir tā, ka tā sāk griezties. PWM signāli nodrošina motora ātruma kontrole .
LED masīva vadīšana:
LED masīva vadīšana
MOSFET darbība kā slēdzis ir saistīta ar gaismas diodes masīva intensitātes regulēšanu. Šeit MOSFET darbināšanai tiek izmantots tranzistors, kuru vada signāli no ārējiem avotiem, piemēram, mikrokontrollera. Kad tranzistors ir izslēgts, MOSFET saņem barošanu un tiek ieslēgts, tādējādi nodrošinot pareizu LED masīva novirzi.
Lampas pārslēgšana, izmantojot MOSFET:
Lampas pārslēgšana, izmantojot MOSFET
MOSFET var izmantot kā slēdzi, lai kontrolētu lampu pārslēgšanos. Arī šeit MOSFET tiek iedarbināts, izmantojot tranzistora slēdzi. PWM signālus no ārēja avota, piemēram, mikrokontrollera, izmanto, lai kontrolētu tranzistora vadību, un attiecīgi MOSFET ieslēdzas vai izslēdzas, tādējādi kontrolējot lampas pārslēgšanos.
Mēs ceram, ka mums ir izdevies sniegt lasītājiem labākās zināšanas par lauka tranzistoru tēmu. Mēs vēlētos, lai lasītāji atbildētu uz vienkāršu jautājumu - ar ko FET atšķiras no BJT un kāpēc tos salīdzinoši vairāk izmanto.
Lūdzu, atbildes kopā ar atsauksmēm zemāk esošajā komentāru sadaļā.
Foto kredīti
Lauka efekta tranzistora kopa alibaba
N kanāla JFET autors solarbotika
P kanāla JFET josla līdz wikimedia
P kanāla JFET raksturlielumu līkne mācīšanās par elektroniku
MOSFET tranzistors imimg
MOSFET tranzistora uzlabošana shēma šodien
