Tranzistory s efektem pole: popis, provozní režimy

Tranzistory s efektem pole jsou aktivními polovodičovými prvky, v nichž je výstupní proud řízen změnou elektrického pole. V běžných, bipolární tranzistory řízení probíhá prostřednictvím vstupního proudu. Tranzistory s polním efektem se také nazývají unipolární, protože v procesu průchodu elektrického proudu Jedná se pouze o jeden typ média. Existují dva typy tranzistorů s efektem pole: s izolovanou brankou (na druhé straně jsou rozděleny do zařízení s vestavěným a indukčním kanálem) a s kontrolovaným přechodem.

Popis a parametry

Tranzistory s efektem pole se skládají ze zdroje (zdroje proudových nosičů), brány (řídicí elektroda), odtoku (elektroda, do které proudí nosiče). Brána je kolík polního polovodičového zařízení, ke kterému je připojeno řídící napětí. Zdrojem je elektroda, která je navržena tak, aby mohla být přenášena na tranzistor z napájecího zařízení pro nosiče náboje. Odtok je výstup zařízení, skrze který náboj opouští tranzistor. Tranzistorový kanál s polním efektem je oblast polovodičového zařízení, ve kterém se pohybují nosiče náboje. Takové kanály přicházejí s elektrony a vedeními otvorů. Tranzistory s efektem pole mají následující základní parametry:

- vstupní odpor je poměr přírůstku potenciálního rozdílu "brána - zdroj" k přírůstku proudu v bráně;

- mezní napětí;

- interní (výstupní) odpor prvku - poměr přírůstku potenciálního rozdílu "odtokový zdroj" k přírůstku proudu ve zdroji při dané hodnotě napětí "zdroj - brána";

- strmosti odtokové charakteristiky - poměr přírůstku proudu v odtoku k přírůstku potenciálního rozdílu "brána-zdroj" při konstantní hodnotě napětí "odtokového zdroje".

Klíčový provozní režim tranzistoru

Klíčem je zvážit takový provozní režim polovodičového zařízení, ve kterém je tranzistor plně otevřený nebo plně uzavřený, neexistují žádné mezistupně. Výkon uvolněný v prvku (statický režim) se rovná součinu proudu protékajícího elektrodami odtokového zdroje a potenciálního rozdílu mezi těmito kontakty. V režimu úplného otevírání (saturace) tranzistoru s efektem pole se hodnota odporu mezi elektrodami odtokového zdroje blíží nule. Hodnota ztráty výkonu v tomto stavu je produktem nuly o velikosti proudu a v důsledku toho je i výkon nulový. V režimu úplného zavírání zařízení (režim vypnutí) má odpor mezi kontakty odtokového zdroje tendenci k nekonečnu. Hodnota ztráty výkonu v tomto stavu je produktem hodnoty napětí nula, v důsledku toho je výkon opět nulový. To je teoreticky, ale v praxi, když je polovodičový tranzistor účinku pole v plně otevřeném stavu, existuje malá hodnota odporu odvodňovacího zdroje v zařízení. V uzavřeném stavu proudí nevýznamnými proudy přes "odtokový zdroj" elektrody. V důsledku toho hodnota ztráty výkonu není nula, ale je zanedbatelná. V dynamickém (přechodném) režimu operační bod tranzistoru protíná lineární oblast, jejíž aktuální hodnota je polovina maximální hodnoty vypouštěcího proudu; hodnota potenciálu potenciálu k odtoku také dosáhne poloviny maximálního napětí. Ukázalo se, že v přechodovém režimu generuje tranzistor významnou ztrátu výkonu. Doba trvání tohoto procesu je však mnohem menší než trvání statického režimu. Proto je účinnost kaskády tranzistorů s efektem pole v klíčovém režimu velmi vysoká - 93/98 procent. Přístroje, které pracují v režimu klíčů, jsou široce používány v měničích, pulzních zdrojích, ve výstupních stupních vysílačů.

Kontrola FET

Diagnostika polních zařízení je docela elementární, potřebujete standardní multimetr. Chcete-li zkontrolovat, je nastaven typ N-kanálového tranzistoru měřicí zařízení v režimu vytáčení. Černá sonda se dotýká podkladu tranzistoru (odtoku) a červeného - zdroje. Zařízení zobrazí pokles napětí (přibližně 500 mV), což znamená, že je tranzistor uzavřen. Poté se dotýkáme červené měrky a opět se vrátíme k zdroji. Multimetr nyní zobrazí 0 mV, což znamená, že tranzistor je otevřený. Pokud se černá sonda dotýká brány a znovu se vrátí do kanalizace, tranzistor se znovu zavře. Ověření je dokončeno, položka je v dobrém stavu. Chcete-li zkontrolovat polní zařízení s P-kanálem, změňte polaritu napětí.