Tranzistori s efektom polja: opis, načini rada

Tranzistori s efektom polja su aktivni poluvodički elementi u kojima se izlazna struja kontrolira promjenom električnog polja. U običnom, bipolarni tranzistori kontrola se vrši preko ulazne struje. Tranzistori s efektom polja nazivaju se i jednopolni, jer u procesu prolaska električna struja Uključena je samo jedna vrsta medija. Postoje dva tipa tranzistora s efektom polja: s izoliranim vratima (zauzvrat se dijele na uređaje s ugrađenim i indukcijskim kanalom) i kontroliranim prijelazom.

Opis i parametri

Tranzistori s učinkom na terenu sastoje se od izvora (izvora nositelja struje), vrata (kontrolne elektrode), odvoda (elektrode u koju protječu nosači). Vrata su pin poluvodičkog uređaja polja na koji je priključen upravljački napon. Izvor je elektroda koja je dizajnirana da se prenosi na tranzistor iz uređaja za napajanje za nosioce naboja. Odvod je izlaz uređaja koji napušta tranzistor. Tranzistorski kanal s efektom polja je područje poluvodičkog uređaja u kojem se kreću nosači naboja. Takvi kanali dolaze s elektronom i provodom rupa. Tranzistori s efektom polja imaju sljedeće osnovne parametre:

- ulazni otpor je omjer prirasta razlike potencijala "kapija - izvor" prema prirastu struje u vratima;

- granični napon;

- unutarnji (izlazni) otpor elementa - omjer prirasta razlike potencijala "odvod - izvor" prema prirastu struje u izvoru pri danoj vrijednosti napona "kapija - izvor";

- strmina karakteristike odvodnjavanja - odnos prirasta struje u odvodu prema prirastu potencijalno-diferencijalnih "vrata-izvora" pri konstantnoj vrijednosti napona "odvod-izvor".

Ključni način rada tranzistora

Ključno je razmotriti takav način rada poluvodičkog uređaja, u kojem je tranzistor ili potpuno otvoren ili potpuno zatvoren, nema srednjih stanja. Snaga koja se oslobađa u elementu (statički način) jednaka je proizvodu struje koja teče kroz elektrode odvodnog izvora i razlika potencijala između tih kontakata. U načinu punog otvaranja (zasićenja) tranzistora s efektom polja, vrijednost otpora između elektroda odvodnog izvora približava se nuli. Vrijednost gubitka snage u ovom stanju je proizvod nule za veličinu struje, a kao rezultat toga, snaga je također nula. Kod potpunog načina zatvaranja uređaja (način isključivanja), otpor između kontakata izvora odvoda teži ka beskonačnosti. Vrijednost gubitka snage u ovom stanju je rezultat vrijednosti napona po nuli, što znači da je snaga ponovno nula. To je u teoriji, ali u praksi, kada je poluvodički tranzistor s efektom polja u potpuno otvorenom stanju, postoji mala vrijednost otpora izvora odvoda u uređaju. U zatvorenom stanju kroz elektrode "odvod - izvor" teče beznačajne struje. Kao rezultat, vrijednost gubitka snage nije nula, ali je zanemariva. U dinamičkom (prijelaznom) načinu rada radna točka tranzistora siječe linearno područje, čija je trenutna vrijednost pola maksimalne vrijednosti struje odvoda; vrijednost potencijalno-odvodnog potencijala također doseže polovicu maksimalnog napona. Ispostavlja se da tranzistor u prijelaznom modu generira značajan gubitak snage. No, trajanje ovog procesa je mnogo manje od trajanja statičkog načina rada. U skladu s tim, učinkovitost kaskade tranzistora s efektom polja u ključnom načinu rada vrlo je visoka - 93/98 posto. Instrumenti koji rade u ključnom načinu rada široko se koriste u uređajima pretvarača snage, izvorima impulsa, u izlaznim fazama odašiljača.

FET provjera

Dijagnostika terenskih uređaja je prilično jednostavna, potreban vam je standardni multimetar. Za provjeru tipa N-kanala postavljen je tranzistor s efektom polja mjerni uređaj u načinu biranja. Crna sonda dodiruje podlogu tranzistora (odvod), a crvena - izvor. Uređaj će pokazati pad napona (oko 500 mV), što znači da je tranzistor zatvoren. Nakon toga, dodirnemo crvenu šipku i ponovno se vratimo na izvor, sada će multimetar pokazati 0 mV, što znači da je tranzistor otvoren. Sada, ako crna sonda dodirne vrata i ponovno se vrati u odvod, tranzistor će se ponovno zatvoriti. Potvrda je gotova, stavka je u redu. Za provjeru terenskog uređaja P-kanala, preokrenite polaritet napona.