Tranzystory polowe i zasada ich działania

Tranzystory polowe są urządzeniami półprzewodnikowymi, których zasada działania opiera się na modulacji oporu materiału półprzewodnikowego przez poprzeczne pole elektryczne.

Charakterystyczną cechą tego typu urządzeń jest to, że tranzystory polowe charakteryzują się wysokim współczynnikiem wzmocnienia napięciowego i wysokim oporem wejściowym.

Tylko nośniki ładunku tego samego typu (elektrony) uczestniczą w wytwarzaniu prądu elektrycznego w tych urządzeniach.

Istnieją dwa rodzaje tranzystorów polowych:

- posiadanie struktury MIS; metal, a następnie dielektryk, a następnie półprzewodnik (MDP);

- posiadające kontrolne połączenie p-n.

Struktura najprostszym polowego tranzystora zawiera płytkę z materiału półprzewodnikowego, mających tylko jeden p-n-przejścia w środku i oporowe kontaktów na krawędziach.

Elektroda takiego urządzenia, przez którą przechodzą nośniki ładunku, jest nazywana źródłem, a elektroda, przez którą elektrody opuszczają kanał, jest drenem.

Czasami zdarza się, że tak potężne kluczowe urządzenia są nieczynne. Dlatego podczas naprawy jakiegokolwiek sprzętu elektronicznego często konieczne jest sprawdzenie tranzystora polowego.

Aby to zrobić, konieczne jest odparowanie urządzenia, tk. na obwodzie elektronicznym nie można go zweryfikować. A następnie, po wykonaniu pewnych instrukcji, zacznij sprawdzać.

Tranzystory polowe mają dwa tryby działania - dynamiczny i kluczowy.

Kluczowy tryb pracy tranzystora jest taki,w którym tranzystor znajduje się w dwóch stanach - całkowicie otwarty lub całkowicie zamknięty. Ale stan pośredni, gdy element jest częściowo otwarty, jest nieobecny.

W idealnym przypadku, gdy tranzystor jest "otwarty", tj. znajduje się w tak zwanym trybie nasycenia, rezystancja pomiędzy zaciskami "drenażu" i "źródła" ma tendencję do zera.

Moc strat w stanie otwartym jest reprezentowana przez iloczyn napięcia (równego zeru) przez wartość prądu. W związku z tym moc rozproszenia wynosi zero.

W trybie odcięcia, to znaczy przy tranzystorzezablokowany, jego opór między "drenażem / źródłem" prowadzi do nieskończoności. Utrata mocy w stanie zamkniętym jest iloczynem wartości napięcia o wartość prądu równą zeru. Odpowiednio, moc strat = 0.

Okazuje się, że w trybie kluczowym utrata mocy tranzystorów wynosi zero.

W praktyce przy otwartym tranzystorzeOczywiście występuje pewna odporność na drenaż / źródło. Gdy tranzystor jest zamknięty, przez te przewody nadal przepływa niewielki prąd. Dlatego w trybie statycznym straty mocy w tranzystorze są minimalne.

A w dynamice, na wypadek tranzystorazamyka się lub otwiera, jego region liniowy wymusza punkt roboczy, w którym prąd przepływający przez tranzystor jest zwykle w połowie prądem spustowym. Ale napięcie drenu / źródła często osiąga połowę maksymalnej wartości. W związku z tym tryb dynamiczny tranzystora zapewnia przydzielenie ogromnej straty mocy, co zmniejsza do niewiarygodnych właściwości trybu klucza.

Ale z kolei długi pobyttranzystor w trybie dynamicznym jest znacznie krótszy niż czas pozostawania w trybie statycznym. W rezultacie wydajność kaskady tranzystorów, która działa w trybie kluczy, jest bardzo wysoka i może wynosić od dziewięćdziesięciu trzech do dziewięćdziesięciu ośmiu procent.

Tranzystory polowe, które działająpowyższy tryb jest szeroko stosowany w zakładach konwerterów mocy, w źródłach zasilania impulsowego, w stopniach wyjściowych niektórych przekaźników itp.