Skupina tranzistora s efektom polja
Tranzistor s efektom polja ili FET je tranzistor, gdje se izlaznom strujom kontrolira električno polje. FET se ponekad naziva unipolarni tranzistor jer uključuje rad s jednim nosačem. Osnovni tipovi FET tranzistora potpuno se razlikuju od BJT-a osnove tranzistora . FET su poluvodički uređaji s tri terminala, s izvornim, odvodnim i izlaznim terminalima.
Nositelji naboja su elektroni ili rupe koji teku od izvora do odvoda kroz aktivni kanal. Taj protok elektrona od izvora do odvoda kontrolira se naponom koji se primjenjuje na priključcima vrata i izvora.
Vrste FET tranzistora
FET-ovi su dvije vrste - JFET-ovi ili MOSFET-ovi.
Spoj FET
Spoj FET
Spojni FET tranzistor vrsta je tranzistora s efektom polja koji se može koristiti kao električno upravljana sklopka. The električna energija teče aktivnim kanalom između izvora do odvodnih terminala. Primjenom obrnutog napon prednapona na priključku vrata , kanal je zategnut pa se električna struja potpuno isključuje.
Spojni FET tranzistor dostupan je u dva polariteta
N- kanal JFET
N kanal JFET
N-kanalni JFET sastoji se od šipke n-tipa na stranama kojih su dopirana dva sloja p-tipa. Kanal elektrona čini N kanal uređaja. Na oba kraja N-kanalnog uređaja izvedena su dva omička kontakta, koji su međusobno povezani kako bi tvorili terminal vrata.
Izvorni i odvodni priključci uzeti su s druge dvije strane šipke. Potencijalna razlika između izvora i odvodne stezaljke naziva se Vdd, a potencijalna razlika između izvora i odvodne stezaljke Vgs. Protok naboja je posljedica protoka elektrona od izvora do odvoda.
Kad god se pozitivni napon primijeni na odvodnu i stezaljku izvora, elektroni teku od izvora 'S' do odvodne 'D' stezaljke, dok uobičajena odvodna struja Id teče kroz odvod do izvora. Kako struja prolazi kroz uređaj, on je u jednom stanju.
Kada se na priključak vrata primijeni negativni napon polariteta, u kanalu se stvara područje iscrpljivanja. Širina kanala je smanjena, a time se povećava otpor kanala između izvora i odvoda. Budući da je spoj vrata i izvora obrnuto pristran i da u uređaj ne teče struja, on je u isključenom stanju.
Dakle, u osnovi ako se poveća napon primijenjen na priključku vrata, manja količina struje će teći od izvora do odvoda.
N kanal JFET ima veću provodljivost od P kanala JFET. Dakle, N-kanalni JFET učinkovitiji je vodič u usporedbi s P-kanalnim JFET-om.
P-kanalni JFET
P kanal JFET sastoji se od šipke tipa P, na čije su dvije strane dopirani slojevi tipa n. Stezaljka vrata formira se spajanjem omskih kontakata s obje strane. Kao u NFET kanalu s N kanala, izvodni i odvodni priključci uzimaju se s druge dvije strane šipke. Kanal tipa P, koji se sastoji od rupa kao nosača naboja, formiran je između izvora i odvodne stezaljke.
P kanal JFET traka
Negativni napon primijenjen na odvodnu i stezaljku izvora osigurava protok struje od izvora do odvodne stezaljke i uređaj radi u omskom području. Pozitivni napon primijenjen na terminal vrata osigurava smanjenje širine kanala, povećavajući tako otpor kanala. Pozitivniji je napon na vratima, a manje struja koja prolazi kroz uređaj.
Karakteristike tranzistora FET spoja p kanala
Dolje je data karakteristična krivulja p-kanala tranzistora s efektom spoja polja i različiti načini rada tranzistora.
Karakteristike tranzistora F-spoja p kanala
Rezna granica : Kada je napon primijenjen na stezaljku vrata dovoljno pozitivan za kanal širina biti minimalna , struja ne teče. Zbog toga je uređaj u odsječenom području.
Omička regija : Struja koja prolazi kroz uređaj linearno je proporcionalna primijenjenom naponu sve dok se ne postigne napon proboja. U ovom području tranzistor pokazuje određeni otpor protoku struje.
Regija zasićenja : Kada napon odvodnog izvora dosegne vrijednost takvu da je struja koja prolazi kroz uređaj konstantna s naponom odvodnog izvora i varira samo s naponom izvorne mreže, kaže se da je uređaj u području zasićenja.
Razbiti regiju : Kada napon odvodnog izvora dosegne vrijednost koja uzrokuje razgradnju područja iscrpljivanja, što uzrokuje nagli porast odvodne struje, kaže se da je uređaj u području proboja. Ovo područje proboja postignuto je ranije za nižu vrijednost napona odvoda ako su naponi izlaza pozitivniji.
MOSFET tranzistor
MOSFET tranzistor
Kao što mu samo ime govori, MOSFET tranzistor je poluvodička šipka p-tipa (n-tipa) (u koju su difundirana dva jako dopirana područja n-tipa) sa slojem metalnog oksida nanesenim na njegovu površinu i rupama izvađenim iz sloja kako bi stvorili izvor i odvodne stezaljke. Na oksidni sloj taloži se metalni sloj koji tvori terminal vrata. Jedna od osnovnih primjena tranzistora s efektom polja je korištenje a MOSFET kao prekidač.
Ova vrsta FET tranzistora ima tri terminala, koji su izvor, odvod i ulaz. Napon primijenjen na priključku vrata kontrolira protok struje od izvora do odvoda. Prisutnost izolacijskog sloja metalnog oksida dovodi do toga da uređaj ima visoku ulaznu impedansu.
Vrste MOSFET tranzistora na temelju načina rada
MOSFET tranzistor je najčešće korištena vrsta tranzistora s efektom polja. MOSFET rad postiže se u dva načina, temeljem kojih se klasificiraju MOSFET tranzistori. MOSFET rad u načinu poboljšanja sastoji se od postupnog formiranja kanala, dok se u načinu iscrpljivanja MOSFET sastoji od već difuznog kanala. Napredna primjena MOSFET-a je CMOS .
Poboljšani MOSFET tranzistor
Kada se negativni napon primijeni na zaporni terminal MOSFET-a, nosači pozitivnog naboja ili rupe akumuliraju se više u blizini oksidnog sloja. Kanal se formira od izvora do odvodnog terminala.
Poboljšani MOSFET tranzistor
Kako je napon negativan, širina kanala raste, a struja teče od izvora do odvodnog terminala. Dakle, kako se protok struje 'pojačava' s primijenjenim naponom na vratima, ovaj se uređaj naziva Enhancement type MOSFET.
Način iscrpljenja MOSFET tranzistor
MOSFET u načinu iscrpljivanja sastoji se od kanala difuznog između odvoda do izvornog terminala. U nedostatku napona na vratima, struja teče od izvora do odvoda zbog kanala.
MOSFET tranzistor u načinu iscrpljivanja
Kada se taj napon na vratima učini negativnim, u kanalu se nakupljaju pozitivni naboji.
To uzrokuje iscrpljivanje područja ili područja nepokretnih naboja u kanalu i ometa protok struje. Dakle, kako na protok struje utječe stvaranje područja iscrpljivanja, ovaj se uređaj naziva MOSFET u načinu iscrpljivanja.
Aplikacije koje uključuju MOSFET kao prekidač
Upravljanje brzinom BLDC motora
MOSFET se može koristiti kao prekidač za upravljanje istosmjernim motorom. Ovdje se tranzistor koristi za pokretanje MOSFET-a. PWM signali mikrokontrolera koriste se za uključivanje ili isključivanje tranzistora.
Upravljanje brzinom BLDC motora
Logički signal s igle mikrokontrolera rezultira radom OPTO spojnice koja generira visoki logički signal na svom izlazu. PNP tranzistor je odsječen i prema tome se MOSFET aktivira i uključuje. Stezaljke za odvod i izvor su kratko spojene, a struja teče prema namotima motora tako da se počne okretati. PWM signali osiguravaju kontrola brzine motora .
Upravljanje nizom LED-a:
Upravljanje nizom LED dioda
MOSFET rad kao prekidač uključuje primjenu upravljanja intenzitetom niza LED-a. Ovdje se za pogon MOSFET-a koristi tranzistor koji se pokreće signalima iz vanjskih izvora poput mikrokontrolera. Kad je tranzistor isključen, MOSFET dobiva napajanje i uključuje se, pružajući tako ispravno pristranost LED niza.
Prebacivanje žarulje pomoću MOSFET-a:
Prebacivanje žarulje pomoću MOSFET-a
MOSFET se može koristiti kao prekidač za upravljanje uključivanjem svjetiljki. Ovdje se također MOSFET aktivira pomoću tranzistorske sklopke. PWM signali iz vanjskog izvora poput mikrokontrolera koriste se za upravljanje provođenjem tranzistora i u skladu s tim MOSFET se uključuje ili isključuje, čime se kontrolira uključivanje žarulje.
Nadamo se da smo čitateljima uspjeli pružiti najbolje znanje o temi tranzistora s efektom polja. Željeli bismo da čitatelji odgovore na jednostavno pitanje - Po čemu se FET-ovi razlikuju od BJT-a i zašto se više uporedno koriste.
Molimo vaše odgovore i povratne informacije u odjeljku za komentare u nastavku.
Foto bodovi
Skupina tranzistora s efektom polja od alibaba
N kanal JFET od solarbotika
P kanal JFET trake po wikimedia
Krivulja karakteristika JFET-a za P kanal učenjeaboutelektronike
MOSFET tranzistor od imimg
Poboljšanje MOSFET tranzistor od sklop danas
