Сток исток ру

Часть 1. Полевой транзистор с управляющим PN-переходом JFET Полевой транзистор — транзистор, в котором сила проходящего через него тока регулируется внешним электрическим полем, т. Это принципиальное различие между ним и биполярным транзистором , где сила основного тока регулируется управляющим током. Поскольку у полевого транзистора нет управляющего тока, то у него очень высокое входное сопротивление, достигающее сотен ГигаОм и даже ТерраОм против сотен КилоОм у биполярного транзистора.

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов Транзисторы являются активными компонентами и используются повсеместно в электронных цепях в качестве усилителей и коммутационных устройств транзисторных ключей. Как усилительные приборы они применяются в приборах высокой и низкой частоты, генераторах сигналов, модуляторах, детекторах и многих других цепях. В цифровых схемах, в импульсных блоках питания и управляемых электроприводах они служат в качестве ключей. Так называется наиболее распространенный тип транзистора. Они делятся на npn и pnp типы. Материалом для них наиболее часто является кремний или германий.

Primary Menu

AveNat 29 ноября в Полевые транзисторы. For dummies Электроника для начинающих Введение А теперь давайте поговорим о полевых транзисторах. Что можно предположить уже по одному их названию? Во-первых, поскольку они транзисторы, то с их помощью можно как-то управлять выходным током.

Во-вторых, у них предполагается наличие трех контактов. И в-третьих, в основе их работы лежит p-n переход. Что нам на это скажут официальные источники?

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, обычно с тремя выводами, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля. А вот у биполярных транзисторов , как мы помним, выходным током управляет входной ток базы. Еще один факт о полевых транзисторах можно узнать, обратив внимание на их другое название — униполярные.

Это значит, что в процессе протекания тока у них участвует только один вид носителей заряда или электроны, или дырки. Три контакта полевых транзисторов называются исток источник носителей тока , затвор управляющий электрод и сток электрод, куда стекают носители. Структура кажется простой и очень похожей на устройство биполярного транзистора.

Но реализовать ее можно как минимум двумя способами. Поэтому различают полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором. Вообще, идея последних появилась еще в х годах XX века, задолго до изобретения биполярных транзисторов. Но уровень технологии позволили реализовать ее лишь в году. В х же был сначала теоретически описан, а затем получил воплощение полевой транзистор с управляющим p-n переходом. Перед тем, как перейти к рассказу о физике работы униполярных транзисторов, хочу напомнить ссылки, по которым можно освежить свои знания о p-n переходе: раз и два.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом Итак, как же устроен первый тип полевых транзисторов? В основе устройства лежит пластинка из полупроводника с проводимостью например p-типа. На противополжных концах она имеет электроды, подав напряжение на которые мы получим ток от истока к стоку. Сверху на этой пластинке есть область с противоположным типом проводимости, к которой подключен третий электрод — затвор. Естественно, что между затвором и p-областью под ним каналом возникает p-n переход.

А поскольку n-слой значительно уже канала, то большая часть обедненной подвижными носителями заряда области перехода будет приходиться на p-слой. Соответственно, если мы подадим на переход напряжение обратного смещения, то, закрываясь, он значительно увеличит сопротивление канала и уменьшит ток между истоком и стоком. Таким образом, происходит регулирование выходного тока транзистора с помощью напряжения электрического поля затвора.

Можно провести следующую аналогию: p-n переход — это плотина, перекрывающая поток носителей заряда от истока к стоку. Итак, в рабочем режиме полевого транзистора с управляющим p-n переходом напряжение на затворе должно быть либо нулевым канал открыт полностью , либо обратным.

Если величина обратного напряжения станет настолько большой, что запирающий слой закроет канал, то транзистор перейдет в режим отсечки. Даже при нулевом напряжении на затворе, между затвором и стоком существует обратное напряжение, равное напряжению исток-сток. Вот почему p-n переход имеет такую неровную форму, расширяясь к области стока.

Само собой разумеется, что можно сделать транзистор с каналом n-типа и затвором p-типа. Сущность его работы при этом не изменится. Условные графические изображения полевых транзисторов приведены на рисунке а — с каналом p-типа, б — с каналом n-типа. Стрелка здесь указывает направление от p-слоя к n-слою.

Статические характеристики полевого транзистора с управляющим p-n-переходом Поскольку в рабочем режиме ток затвора обычно невелик или вообще равен нулю, то графики входных характеристик полевых транзисторов мы рассматривать не будем. Перейдем сразу к выходным или стоковым. Кстати, статическими их называют потому, что на затвор подается постоянное напряжение. Выходной стоковой называется зависимость тока стока от напряжения исток-сток при константном напряжении затвор-исток. На рисунке — график слева.

На графике можно четко выделить три зоны. Первая из них — зона резкого возрастания тока стока. Вторая зона — область насыщения. Она имеет почти линейный вид.

Здесь происходит перекрытие канала в области стока, которое увеличивается при дальнейшем росте напряжения исток-сток. Соответственно, растет и сопротивление канала, а стоковый ток меняется очень слабо закон Ома, однако. Именно этот участок характеристики используют в усилительной технике, поскольку здесь наименьшие нелинейные искажения сигналов и оптимальные значения малосигнальных параметров, существенных для усиления.

К таким параметрам относятся крутизна характеристики, внутреннее сопротивление и коэффициент усиления. Значения всех этих непонятных словосочетаний будут раскрыты ниже. Третья зона графика — область пробоя, чье название говорит само за себя. С правой стороны рисунка показан график еще одной важной зависимости — стоко-затворной характеристики. Она показывает то, как зависит ток стока от напряжения затвор-исток при постоянном напряжении между истоком и стоком.

И именно ее крутизна является одним из основных параметров полевого транзистора. Полевой транзистор с изолированным затвором Такие транзисторы также часто называют МДП металл-диэлектрик-полупроводник - или МОП металл-оксид-полупроводник -транзисторами англ. У таких устройств затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика. Физической основой их работы является эффект изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля.

Устройство транзисторов такого вида следующее. Есть подложка из полупроводника с p-проводимостью, в которой сделаны две сильно легированные области с n-проводимостью исток и сток. Между ними пролегает узкая приповерхностнаяя перемычка, проводимость которой также n-типа. Над ней на поверхности пластины имеется тонкий слой диэлектрика чаще всего из диоксида кремния — отсюда, кстати, аббревиатура МОП. А уже на этом слое и расположен затвор — тонкая металлическая пленка.

Сам кристалл обычно соединен с истоком, хотя бывает, что его подключают и отдельно. Если при нулевом напряжении на затворе подать напряжение исток-сток, то по каналу между ними потечет ток. Почему не через кристалл? Потому что один из p-n переходов будет закрыт. А теперь подадим на затвор отрицательное относительно истока напряжение. Соответственно, возрастет сопротивление канала и уменьшится текущий через него ток. Такой режим, при котором с возрастанием напряжения на затворе выходной ток падает, называют режимом обеднения.

При этом сопротивление канала будет падать, а ток через него расти. Рассмотренная выше конструкция транзистора с изолированным затвором похожа на конструкцию с управляющим p-n переходом тем, что даже при нулевом токе на затворе при ненулевом напряжении исток-сток между ними существует так называемый начальный ток стока.

В обоих случаях это происходит из-за того, что канал для этого тока встроен в конструкцию транзистора. Однако, есть еще одна разновидность полевых транзисторов с изолированным затвором — транзистор с индуцированным инверсным каналом.

Из названия уже понятно его отличие от предыдущего — у него канал между сильнолегированными областями стока и истока появляется только при подаче на затвор напряжения определенной полярности.

Итак, мы подаем напряжение только на исток и сток. Ток между ними течь не будет, поскольку один из p-n переходов между ними и подложкой закрыт. Подадим на затвор прямое относительно истока напряжение. И по достижении напряжением на затворе определенного значения в приповерхностной зоне произойдет так называемая инверсия типа проводимости. Транзистор начнет проводить ток, тем сильнее, чем выше напряжение на затворе.

Из такой его конструкции понятно, что работать транзистор с индуцированным каналом может только находясь в режиме обогащения. Поэтому они часто встречаются в устройствах переключения. Статические характеристики МДП-транзисторов Семейство стоковых и стоко-затворная характеристики транзистора с встроенным каналом предсталены на следующем рисунке: Те же характеристики для транзистора с идуцированным каналом: Экзотические МДП-структуры Чтобы не запутывать изложение, хочу просто посоветовать ссылки, по которым о них можно почитать.

А здесь теория и формулы: учебное пособие по твердотельной электронике, глава 6 , подглавы 6. Почитайте, это интересно! Общие параметры полевых транзисторов Максимальный ток стока при фиксированном напряжении затвор-исток. Максимальное напряжение сток-исток, после которого уже наступает пробой. Внутреннее выходное сопротивление. Оно представляет собой сопротивление канала для переменного тока напряжение затвор-исток — константа.

Крутизна стоко-затворной характеристики. Входное сопротивление. А среди самих полевых транзисторов пальма первенства принадлежит устройствам с изолированным затвором. Коэффициент усиления — отношение изменения напряжения исток-сток к изменению напряжения затвор-исток при постоянном токе стока.

Схемы включения Как и биполярный, полевой транзистор можно рассматривать как четырехполюсник, у которого два из четырех контактов совпадают. Таким образом, можно выделить три вида схем включения: с общим истоком, с общим затвором и с общим стоком. По характеристикам они очень похожи на схемы с общим эмиттером, общей базой и общим коллектором для биполярных транзисторов. Чаще всего применяется схема с общим истоком а , как дающая большее усиление по току и мощности.

Схема с общим затвором б усиления тока почти не дает и имеет маленькое входное сопротивление. Из-за этого такая схема включения имеет ограниченное практическое применение. Схему с общим стоком в также называют истоковым повторителем.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить ( прозвонить ) полевой транзистор .

Канал «исток-сток» ведет себя как резистор, чье сопротивление. http:// chez- servmanual.ru#comment_ Поведение. Транзистор имеет два. Пример вопроса: Недавно оказал посредническую услугу как физическое лицо. Но все пошло не так. Я пытался вернуть свои деньги, но меня обвинили.

Высокие температуры и другие параметры эксплуатационной среды, превышающие пределы безопасной работы, могут привести к выходу из строя полевых транзисторов, используемых в коммутационных цепях. Современные полевые транзисторы MOSFET полевой транзистор структуры металл-оксид-полупроводник являются основными компонентами в преобразователях мощности, коммутаторах электрических цепей, в электроприводах и импульсных источниках питания рис. MOSFET отличаются высоким входным сопротивлением затвора, а ток, протекающий через канал между истоком и стоком, управляется напряжением на затворе. Однако при отсутствии надлежащей защиты высокие значения входного импеданса и коэффициента усиления могут привести к повреждению транзистора. Очевидно, напряжения между затвором и истоком, стоком и истоком не должны превышать предельные значения. То же касается и протекающего тока, I D. Существует также ограничение по мощности с учетом максимальной температуры перехода. Базовые значения для верхнего предела по этим параметрам приведены на графике в спецификации транзистора как области безопасной работы ОБР - англ. Применяются и другие тепловые ограничения. Но есть различные условия, которые могут вызвать высокие перепады температур, способные привести к физическому разрушению кристалла MOSFET. В связи с этим следует обратить внимание, что тепловое сопротивление транзистора - среднее значение, применимое тогда, когда весь кристалл имеет одинаковую температуру.

Для таких режимов оптимально подходят — полевые транзисторы. Это значит, что они управляются полем, которое образует напряжение, приложенное к управляющему электроду.

Как проверить полевой МОП Mosfet - транзистор цифровым мультиметром Что такое полевой транзистор и как его проверить Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком , область, в которую они входят из канала, называется стоком , электрод, на который подается управляющее напряжение, называется затвором. Впервые идея регулировки потока основных носителей электрическим полем в транзисторе с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в — годах. Однако трудности в реализации этой идеи на практике позволили создать первый работающий прибор только в году.

Полевой транзистор. Часть 1. Полевой транзистор с управляющим PN-переходом JFET

Полевой транзистор Часть 2. Полевой транзистор с изолированным затвором MOSFET Полевой транзистор с изолированным затвором — это транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление у некоторых моделей оно достигает Ом. Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого транзистора с управляющим PN-переходом , основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора. МДП-транзисторы делятся на два типа — со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В каждом из типов есть транзисторы с N—каналом и P-каналом.

Полевой транзистор

Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением. Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает. Чем выше напряжение, тем больше зарядов и ниже сопротивление, в итоге, сопротивление может снизиться до мизерных значений — сотые доли ома, а если поднимать напряжение дальше, то произойдет пробой слоя оксида и транзистору хана. Достоинство такого транзистора, по сравнению с биполярным очевидно — на затвор надо подавать напряжение, но так как там диэлектрик, то ток будет нулевым, а значит требуемая мощность на управление этим транзистором будет мизерной, по факту он потребляет только в момент переключения, когда идет заряд и разряд конденсатора. Недостаток же вытекает из его емкостного свойства — наличие емкости на затворе требует большого зарядного тока при открытии. В теории, равного бесконечности на бесконечно малом промежутки времени. А если ток ограничить резистором, то конденсатор будет заряжаться медленно — от постоянной времени RC цепи никуда не денешься.

Как проверить полевой МОП Mosfet - транзистор цифровым мультиметром Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком , область, в которую они входят из канала, называется стоком , электрод, на который подается управляющее напряжение, называется затвором.

AveNat 29 ноября в Полевые транзисторы. For dummies Электроника для начинающих Введение А теперь давайте поговорим о полевых транзисторах.

Источник постоянного смещения, включенный во входную цепь, создаёт на единственном p-n-переходе обратное запирающее напряжение. Во входную цепь также включается и источник усиливаемого сигнала. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, в связи с чем меняется толщина обедненного слоя, то есть изменяется площадь поперечного сечения области в криcталле, через которую проходит поток основных носителей заряда. Эта область называется каналом. Электроды полевого транзистора называются: исток англ. Тип полупроводниковой проводимости канала может быть как n-, так и p-типа. По типу проводимости канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны. Управление током и напряжением на нагрузке, включённой последовательно к каналу полевого транзистора и источнику питания, осуществляется изменением входного напряжения, вследствие чего изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, что ведёт к изменению толщины запирающего обеднённого слоя. Так как обратный ток p-n-перехода весьма мал, в статическом режиме или при низких рабочих частотах мощность, отбираемая от источника сигнала ничтожно мала. При высоких частотах ток, отбираемый от источника сигнала может быть значительным и идет на перезаряд входной ёмкости транзистора. При этом существуют и отличия, например: в транзисторе отсутствует катод, который требует подогрева; любую из функций истока и стока может выполнять любой из этих электродов; существуют полевые транзисторы как с n-каналом, так и с p-каналом, что используется при производстве комплементарных пар транзисторов. Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления , что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы обладают низким уровнем шума особенно на низких частотах по сравнению с биполярными транзисторами, так как в полевых транзисторах нет инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть выполнен внутри полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n-переходе и в базе биполярного транзистора , а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника порождают низкочастотные шумы.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ПРОВЕРИТЬ ПОЛЕВИК Наглядная проверка работы Мосфета
Похожие публикации