Эмиттер база коллектор сток исток затвор: Немного о транзисторах…

Полевые транзисторы (Униполярные)- принцип работы и устройство, обозначение на схеме

Полевые транзисторы это отдельный тип полупроводников, которые оснащены одновременно тремя электродами. Их называют истоком, затвором и стоком. В оснащенном стоком/истоком пространстве, находится особый канал токопровождения. В нем и протекает электрический ток. Он изготовлен из материалов, обладающих полупроводниковыми свойствами с переходом либо p либо n.

Управление осуществляется изменением величины проводимости канала, которая находится в прямой зависимости от напряжения заряда, проходящего между затвором и истоком. В биполярных транзисторах ток течет к коллектору от эмиттера, проходя через переходы p-n. В статье рассмотрены все вопросы строения, особенности, сферы использования полевых транзисторов. В качестве дополнения, статья содержит в себе несколько видеоматериалов и одну подробную научную статью.

Различные модели полевых резисторов

Полевые транзисторы с изолированным затвором. Устройство и принцип действия

Полевой транзистор с изолированным затвором (МДП-транзистор, MOSFET) – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. МДП-транзисторы (структура: металл-диэлектрик-полупроводник) выполняют из кремния. В качестве диэлектрика используют окисел кремния SiO2. отсюда другое название этих транзисторов – МОП – транзисторы (структура: металл-окисел-полупроводник). Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное сопротивление рассматриваемых транзисторов (1012 … 1014Ом).

Полевые транзисторы  – это однополярные устройства, как и обычные полевые транзисторы. То есть управляемый ток не должен проходить через PN переход. В транзисторе имеется PN переход, но его единственное назначение – обеспечить непроводящую обедненную область, которая используется для ограничения тока через канал.

Принцип действия МДП-транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП-транзисторы выполняют двух типов – со встроенным и с индуцированным каналом.

Полевые транзисторы разных размеров

Рассмотрим особенности МДП-транзисторов со встроенным каналом. Конструкция такого транзистора с каналом n-типа показана на рис. 4, а. В исходной пластинке кремния р- типа с относительно высоким удельным сопротивлением, которую называют подложкой, с помощью диффузионной технологии созданы две сильнолегированные области с противоположным типом электропроводности – n. На эти области нанесены металлические электроды – исток и сток. Между истоком и стоком имеется тонкий приповерхностный канал с электропроводностью n- типа. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. На слой диэлектрика нанесен металлический электрод – затвор. Наличие слоя диэлектрика позволяет в таком полевом транзисторе подавать на затвор управляющее напряжение обеих полярностей.

Основные характеристики полевых транзисторов.

Основные параметры полевых транзисторов:

1. Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность;
2. Максимально допустимая рабочая частота;
3. Напряжение сток-исток;
4. Напряжение затвор-сток;
5. Напряжение затвор-исток;
6. Максимально допустимый ток стока;
7. Ток утечки затвора;
8. Крутизна характеристики;
9. Начальный ток стока;
10. Емкость затвор-исток;
11. Входная ёмкость;
12. Выходная ёмкость;
13. Проходная ёмкость;
14. Выходная мощность;
15. Коэффициент шума;
16. Коэффициент усиления по мощности.

Полевые транзисторы разных размеров

Полевые транзисторы с управляющим р-n-переходом

В полевых транзисторах с управляющим р-n-переходом управление током транзистора достигается путем изменения сечения канала за счет изменения области, занимаемой этим переходом. Управляющий р-n-переход образуется между каналом и затвором, которые выполняются из полупроводников противоположных типов проводимости. Так, если канал образован полупроводником η-типа, то затвор – полупроводником p-типа. Напряжение между затвором и истоком всегда подается обратной полярности, т.е. запирающей р-n-персход. Напомним, что при подаче напряжения обратной полярности область, занимаемая р-n-переходом, расширяется. При этом расширяется и область, обедненная носителями заряда, а значит, сужается область канала, через которую может течь ток. Причем, чем больше значение запирающего напряжения, тем шире область, занимаемая р-n-переходом, и тем меньше сечение и проводимость канала.

Материал в тему: устройство подстроечного резистора.

Так же, как и для биполярных транзисторов, для описания работы полевых транзисторов используют выходные характеристики. Выходная характеристика нолевого транзистора – это зависимость тока стока Iс от напряжения между стоком и истоком при фиксированном напряжении между затвором и истоком. В отличие от биполярного, работа нолевого транзистора может также описываться непосредственной зависимостью выходного параметра – тока стока от входного – управляющего напряжения между затвором и истоком. В зависимости от температуры, эти характеристики несколько изменяются. Напряжение UЗИ, при котором канал полностью перекрывается (IС = 0), называется напряжением отсечки Uотc. Управляющее действие затвора характеризуют крутизной, которая может быть определена по выходным характеристикам (см. рис. 1.15, г):

S = ΔIс/ΔUЗИ, при UСИ = const.

Так как управляющий p-n-переход всегда заперт, у полевых транзисторов практически отсутствует входной ток. Благодаря этому они имеют очень высокое входное сопротивление и практически не потребляют мощности от источника управляющего сигнала. Это свойство относится не только к транзисторам с управляющим р-n-переходом, но и ко всем полевым транзисторам, что выгодно отличает их от биполярных.

Распространённые типы полевых транзисторов

В настоящее время в радиоаппаратуре применяются ПТ двух основных типов – с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором. Опишем подробнее каждую модификацию.

Управляющий p-n-переход

Эти полевые транзисторы представляют собой удлинённый полупроводниковый кристалл, противоположные концы которого с металлическими выводами играют роль стока и истока. Функцию затвора исполняет небольшая область с обратной проводимостью, внедрённая в центральную часть кристалла. Так же, как сток и исток, затвор комплектуется металлическим выводом.

Электронно-дырочный p-n-переход в таких полевых транзисторах получил название управляющего, поскольку напрямую изменяет мощность потока носителей заряда, представляя собой физическое препятствие для электронов или дырок (в зависимости от типа проводимости основного кристалла).

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Изолированный затвор

Конструкция этих полевых транзисторов отличается от описанных выше ПТ с управляющим p-n-переходом. Здесь полупроводниковый кристалл играет роль подложки, в которую на некотором удалении друг от друга внедрены две области с обратной проводимостью. Это исток и сток соответственно. Функцию затвора исполняет металлический вывод, который отделяется от кристалла слоем диэлектрика и, таким образом, электрически с ним не контактирует.

Из-за того, что в конструкции этих полевых транзисторов используются три типа материалов – металл, диэлектрик и полупроводник, – данные радиокомпоненты часто именуют МДП-транзисторами. В элементах, которые формируются в кремниевых микросхемах планарно-эпитаксиальными методами, в качестве диэлектрического слоя используется оксид кремния, в связи с чем буква «Д» в аббревиатуре заменяется на «О», и такие компоненты получают название МОП-транзисторов.

Полевой транзистор на схеме.

Существует два вида этих полевых транзисторов – с индуцированным и встроенным каналом. В первых физический канал отсутствует и возникает только в результате воздействия электрического поля от затвора на подложку. Во-вторых канал между истоком и стоком физически внедрён в подложку, и напряжение на затворе требуется не для формирования канала, а лишь для управления его характеристиками. Схемотехническое преимущество ПТ с изолированным затвором перед транзисторами с управляющим p-n-переходом заключается в более высоком входном сопротивлении.

Это расширяет возможности применения данных элементов. К примеру, они используются в высокоточных устройствах и прочей аппаратуре, критичной к электрическим режимам. В силу конструктивных особенностей МОП-транзисторы чрезвычайно чувствительны к внешним электрическим полям. Это вынуждает соблюдать особые меры предосторожности при работе с этими радиодеталями. В частности, в процессе пайки необходимо использовать паяльную станцию с заземлением, а, кроме того, заземляться должен и человек, выполняющий пайку. Даже маломощное статическое электричество способно повредить полевой транзистор.

Классификация транзисторов.

Выходные характеристики

Семейство выходных характеристик транзистора с управляющим рп-переходом в схеме с общим истоком показано на рис. 26.4. Они ана­логичны выходным характеристикам биполярного транзистора. Эти ха­рактеристики показывают зависимость выходного тока I_D от выходного напряжения V_DS(напряжения между стоком и истоком) для заданных Значений напряжения на затворе V_GS(напряжения между затвором и истоком).

Диапазон изменения смещающего напряжения затвор-исток доволь­но велик (несколько вольт) в отличие от биполярного транзистора, где напряжение база-эмиттер практически постоянно. Видно, что при увеличении (по абсолютной величине) напряжения на затворе ток стока уменьшается. Это уменьшение происходит до тех пор, пока расширяющийся обедненный слой перехода затвор-канал не пере­кроет весь канал, останавливая протекание тока. В этом случае говорят, что полевой транзистор находится в состоянии отсечки.

Схема полевого транзистора.

Напряжение отсечки

рассмотрим выходную характеристику для V_GS= 0. При уве­личении напряжения V_DS(от нулевого значения) ток стока постепенно увеличивается, пока не достигает точки Р, после которой величина тока практически не изменяется. Напряжение в точке Р называется напря­жением отсечки. При этом напряжении обедненный слой, связанный с обратносмещенным переходом затвор-канал, почти полностью перекры­вает канал. Однако протекание тока I_Dв этой точке не прекращается, поскольку благодаря этому току как раз и создается обедненный слой. Все кривые семейства выходных характеристик имеют свои точки отсеч­ки: P₁, P₂ и т. д. Если соединить эти точки друг с другом линией, то правее ее лежит область отсечки, являющаяся рабочей областью полевого транзистора.

Полевой транзистор.

Усилитель на полевом транзисторе с общим истоком

Схема типичного усилителя ЗЧ на полевом транзисторе показана на рис. 26.5. В этой схеме через резистор утечки R₁ отводится на шасси очень малый ток утечки затвора. Резистор R₃ обеспечивает необходимое обратное смещение, поднимая потенциал истока выше потенциала затво­ра.  Кроме того, этот резистор обеспечивает также стабильность режима усилителя по постоянному току. R₂ – нагрузочный резистор, который может иметь очень большое сопротивление (до 1,5 МОм). Развязыва­ющий конденсатор С₂ в цепи истока устраняет отрицательную обратную связь по переменному току через резистор R₃. Следует отметить, что раз­делительный конденсатор С₁ может иметь небольшую емкость (0,1 мкФ) благодаря высокому входному сопротивлению полевого транзистора.

При подаче сигнала на вход усилителя изменяется ток стока, вызы­вая, в свою очередь, изменение выходного напряжения на стоке транзи­стора. Во время положительного полупериода входного сигнала напря­жение на затворе увеличивается в положительном направлении, обратное напряжение смещения перехода затвор-исток уменьшается и, следовательно, увеличивается ток I_Dполевого транзистора. Увеличение I_D приводит к уменьшению выходного (стокового) напряжения, и на выходе воспроизводится отрицательный полупериод усиленного сигнала. И на­оборот, отрицательному полупериоду входного сигнала соответствует по­ложительный полупериод выходного сигнала. Таким образом, входной и выходной сигналы усилителя с общим истоком находятся в противофазе.

Расчет статического режима

Одно из преимуществ полевого транзистора – очень малый ток утечки затвора, величина которого не превышает нескольких пикоампер (10^-12 A). Поэтому в схеме усилителя па рис. 26.5 затвор находится практически при нулевом потенциале. Ток полевого транзистора протекает от стока к истоку и обычно отождествляется с током стока I_D (который, очевидно, равен току истока I_S).

Рассмотрим схему на рис. 26.5. Полагая I_D = 0,2 мА, вычисляем потенциал истока:

V_S = 0,2 мА · 5 кОм = 1 В. Это величина напряжения обратного смещения управляющего    pn-перехода.

Падение напряжения на резисторе R₂ = 0,2 мА · 30 кОм = 6 В.

Потенциал стока V_D = 15 – 6 = 9 В.

Линия нагрузки

Линию нагрузки можно начертить точно так же, как для биполярного транзистора. Если I_D = 0, то V_DS= V_DD = 15 В. Это точка Х на линии нагрузки. Если V_DS= 0, то почти все напряжение V_DDисточника питания па­дает на резисторе R₂. Следовательно, I_D = V_DD / R₂= 15 В / 30 кОм = 0,5 мА. Это точка Y на линии нагрузки. Рабочая точка Q выбирается таким образом, чтобы транзистор работал в области отсечки. Выбранная рабочая точка Q точка покоя определяется величинами: I_D = 0,2 мА, V_GS= – 1 В, V_DS= 9 В.

Полевой транзистор.

МОП-транзистор

В полевом транзисторе этого типа роль затвора играет металлический электрод, электрически изолированный от полупроводника тонкой пленкой диэлектрика, в данном случае оксида. Отсюда и название транзистора «МОП» – сокращение от «металл-оксид-полупроводник». Канал п-типа в МОП-транзисторе формируется за счет притяже­ния электронов из подложки р-типа диэлектрическим слоем затвора (рис. 26.7). Ширину канала можно изменять, подавая на затвор электрический потенциал. Подача положительного (относительно подложки)

Заключение

Более подробную информацию об устройстве полевых транзисторов можно узнать в статье Лекция о полевых транзисторах. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк. coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.bourabai.ru

www.studme.org

www.radiolubitel.net

www.radioprog.ru

www.eandc.ru

Предыдущая

ПолупроводникиЧто такое NTC термисторы

Следующая

ПолупроводникиЧто такое SMD светодиоды

Полевой транзистор — Field-effect transistor

«FET» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см FET (значения) . Вид в разрезе полевого транзистора, показывающий выводы истока , затвора и стока

Полевой транзистор ( полевой транзистор ) представляет собой тип транзистора , который использует электрическое поле , чтобы контролировать поток тока . Полевые транзисторы — это устройства с тремя выводами: исток , затвор и сток . Полевые транзисторы управляют потоком тока путем приложения напряжения к затвору, которое, в свою очередь, изменяет проводимость между стоком и истоком.

Полевые транзисторы также известны как униполярные транзисторы, поскольку они работают с одной несущей. То есть полевые транзисторы используют в качестве носителей заряда либо электроны, либо дырки , но не то и другое вместе. Существует много различных типов полевых транзисторов. Полевые транзисторы обычно демонстрируют очень высокий входной импеданс на низких частотах. Наиболее широко используемым полевым транзистором является MOSFET ( полевой транзистор металл-оксид-полупроводник).

История

Концепция полевого транзистора (FET) была впервые запатентована австро-венгерским физиком Юлиусом Эдгаром Лилиенфельдом в 1925 году и Оскаром Хейлом в 1934 году, но им не удалось создать работающее практическое полупроводниковое устройство на основе этой концепции. Эффект транзистора был позже обнаружен и объяснен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном во время работы под руководством Уильяма Шокли в Bell Labs в 1947 году, вскоре после истечения 17-летнего срока действия патента.

Первоначально Шокли пытался построить рабочий полевой транзистор, пытаясь модулировать проводимость полупроводника , но безуспешно, в основном из-за проблем с поверхностными состояниями , оборванной связью и материалами соединений германия и меди . В ходе попыток понять загадочные причины их неспособности построить работающий полевой транзистор, это привело к тому, что Бардин и Браттейн вместо этого в 1947 году создали точечный транзистор , за которым в 1948 году последовал биполярный транзистор Шокли .

Первым успешно построенным полевым транзистором стал переходный полевой транзистор (JFET). JFET был впервые запатентован Генрихом Велкером в 1945 году. Транзистор статической индукции (SIT), тип JFET с коротким каналом, был изобретен японскими инженерами Дзюн-ичи Нисидзава и Ю. Ватанабе в 1950 году. JFET в 1952 году, рабочий практический JFET был построен Джорджем Ф. Дейси и Яном М. Россом в 1953 году. Однако у JFET все еще были проблемы, влияющие на переходные транзисторы в целом.

Переходные транзисторы были относительно громоздкими устройствами, которые было трудно производить в серийном производстве , что ограничивало их ряд специализированных приложений. Полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET) теоретически рассматривался как потенциальная альтернатива переходным транзисторам, но исследователи не смогли создать работающие IGFET-транзисторы, в основном из-за проблемного барьера поверхностного состояния, который не позволял внешнему электрическому полю проникать в материал. К середине 1950-х исследователи в значительной степени отказались от концепции полевых транзисторов и вместо этого сосредоточились на технологии биполярных переходных транзисторов (BJT).

Основы технологии MOSFET были заложены работами Уильяма Шокли , Джона Бардина и Уолтера Браттейна . Шокли независимо друг от друга представил концепцию полевого транзистора в 1945 году, но он не смог построить работающее устройство. В следующем году Бардин объяснил свою неудачу поверхностными состояниями .

Бардин применил теорию поверхностных состояний к полупроводникам (предыдущие работы по поверхностным состояниям были выполнены Шокли в 1939 году и Игорем Таммом в 1932 году) и понял, что внешнее поле блокируется на поверхности из-за дополнительных электронов, которые притягиваются к поверхности полупроводника. Электроны попадают в эти локализованные состояния, образуя инверсионный слой. Гипотеза Бардина ознаменовала рождение физики поверхности. Затем Бардин решил использовать инверсионный слой и использовать его вместо очень тонкого слоя полупроводника, который Шокли предусматривал в своих конструкциях полевых транзисторов. Основываясь на своей теории, в 1948 году Бардин запатентовал прародителя MOSFET — полевого транзистора с изолированным затвором (IGFET) с инверсионным слоем. Инверсионный слой ограничивает поток неосновных носителей, увеличивает модуляцию и проводимость, хотя его перенос электронов зависит от изолятора затвора или качества оксида, если он используется в качестве изолятора, нанесенного над инверсионным слоем. Патент Бардина, а также концепция инверсионного слоя составляют основу современной КМОП-технологии. В 1976 году Шокли описал гипотезу Бардина о состоянии поверхности «как одну из самых значительных исследовательских идей в программе полупроводников».

После теории состояния поверхности Бардина эта троица попыталась преодолеть влияние поверхностных состояний. В конце 1947 года Роберт Гибни и Браттейн предложили использовать электролит, помещенный между металлом и полупроводником, чтобы преодолеть эффекты поверхностных состояний. Их устройство на полевых транзисторах работало, но усиление было плохим. Бардин пошел дальше и предложил сосредоточиться на проводимости инверсионного слоя. Дальнейшие эксперименты привели к замене электролита твердым оксидным слоем в надежде получить лучшие результаты. Их целью было проникнуть в оксидный слой и попасть в инверсионный слой. Однако Бардин предложил им перейти с кремния на германий, и при этом их оксид случайно смылся. Наткнулись на совершенно другой транзистор, точечный транзистор .

Лилиан Ходдесон утверждает, что «если бы Браттейн и Бардин работали с кремнием вместо германия, они бы наткнулись на успешный полевой транзистор».

К концу первой половины 1950-х годов после теоретических и экспериментальных работ Бардина, Браттейна, Кингстона, Моррисона и других стало более ясно, что существует два типа поверхностных состояний. Было обнаружено, что быстрые поверхностные состояния связаны с объемом и границей раздела полупроводник / оксид. Было обнаружено, что медленные поверхностные состояния связаны с оксидным слоем из-за адсорбции атомов, молекул и ионов оксидом из окружающей среды. Последние оказались гораздо более многочисленными и имели гораздо более длительные времена релаксации . В то время Фило Фарнсворт и другие разработали различные методы получения атомарно чистых полупроводниковых поверхностей.

В 1955 году Карл Фрош и Линкольн Деррик случайно покрыли поверхность кремниевой пластины слоем диоксида кремния . Они показали, что оксидный слой предотвращает попадание одних примесей в кремниевую пластину, в то время как допускает другие, таким образом обнаруживая пассивирующий эффект окисления на поверхности полупроводника.

Их дальнейшая работа продемонстрировала, как вытравить небольшие отверстия в оксидном слое для диффузии легирующих примесей в выбранные области кремниевой пластины. В 1957 году они опубликовали исследовательскую работу и запатентовали свою методику, обобщающую их работу. Разработанный ими метод известен как маскирование диффузии оксидов, которое позже будет использоваться при производстве полевых МОП-транзисторов. В Bell Labs сразу же осознали важность техники Фроша. Результаты их работы распространились по Bell Labs в виде записок BTL до того, как были опубликованы в 1957 году. В Shockley Semiconductor Шокли разослал препринт своей статьи в декабре 1956 года всем своим старшим сотрудникам, включая Джина Хорни .

В 1955 году Ян Манро Росс подал патент на FeFET или MFSFET. Его структура была похожа на структуру современного полевого МОП-транзистора с инверсионным каналом, но в качестве диэлектрика / изолятора вместо оксида использовался сегнетоэлектрический материал. Он представлял это как форму памяти за много лет до MOSFET с плавающим затвором . В феврале 1957 года Джон Уоллмарк подал патент на полевой транзистор, в котором моноксид германия использовался в качестве диэлектрика затвора, но он не стал реализовывать эту идею. В другом своем патенте, поданном в том же году, он описал полевой транзистор с двойным затвором . В марте 1957 года в своем лабораторном блокноте Эрнесто Лабате, научный сотрудник Bell Labs , задумал устройство, подобное предложенному позже MOSFET, хотя в устройстве Лабате явно не использовался диоксид кремния в качестве изолятора.

Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET)

Основная статья: MOSFET

Прорыв в исследованиях полевых транзисторов произошел с работой египетского инженера Мохамеда Аталлы в конце 1950-х годов. В 1958 году он представил экспериментальную работу, которая показала, что уменьшение толщины оксида кремния на чистой поверхности кремния приводит к нейтрализации поверхностных состояний. Это известно как пассивация поверхности , метод, который стал критически важным для полупроводниковой промышленности, поскольку он сделал возможным массовое производство кремниевых интегральных схем .

Металл-оксид-полупроводник полевой транзистор (MOSFET) затем изобретен Mohamed Atalla и Давон Канг в 1959 году полевого МОП — транзистора в значительной степени заменены как биполярный транзистор и JFET, и имел глубокое воздействие на цифровое электронное развитие. Благодаря своей высокой масштабируемости , гораздо более низкому энергопотреблению и более высокой плотности, чем у транзисторов с биполярным соединением, MOSFET позволил создавать интегральные схемы с высокой плотностью . MOSFET также может работать с более высокой мощностью, чем JFET. MOSFET был первым по-настоящему компактным транзистором, который можно было миниатюризировать и выпускать серийно для широкого спектра применений. Таким образом, MOSFET стал наиболее распространенным типом транзисторов в компьютерах, электронике и коммуникационных технологиях (например, в смартфонах ). По патентам и товарным знакам США называет это «новаторским изобретением , который преобразовал жизнь и культуру во всем мире».

CMOS (дополнительная МОП), процесс изготовления полупроводниковых устройств для полевых МОП-транзисторов, был разработан Чих-Тан Сахом и Фрэнком Ванлассом в Fairchild Semiconductor в 1963 году. Первый отчет о МОП-транзисторе с плавающим затвором был сделан Давоном Кангом и Саймоном Сзе в 1967 году. двойным затвором МОП — транзистор был впервые продемонстрирован в 1984 году электротехнической лаборатории исследователей Тосихиро Sekigawa и Yutaka Hayashi. FinFET (плавниковый полевой транзистор), тип трехмерного неплоского полевого МОП — транзистора с несколькими затворами , возник в результате исследований Дая Хисамото и его команды в Центральной исследовательской лаборатории Hitachi в 1989 году.

Основная информация

Полевые транзисторы могут быть устройствами с основными носителями заряда, в которых ток переносится преимущественно по основным носителям, или устройствами с неосновными носителями заряда, в которых ток в основном возникает из-за потока неосновных носителей. Устройство состоит из активного канала, по которому носители заряда, электроны или дырки , текут от истока к стоку. Проводники истока и стока подключены к полупроводнику через омические контакты . Проводимость канала зависит от потенциала, приложенного к клеммам затвора и истока.

Три терминала FET:

1. источник (S), через который носители попадают в канал. Обычно, ток , поступающий в канал S обозначается I _S .
2. сток (D), через который носители покидают канал. Обычно, ток , поступающий в канал D обозначается I _D . Напряжение сток-исток составляет V _DS .
3. затвор (G), терминал, который модулирует проводимость канала. При подаче напряжения на G, можно контролировать I _D .

Подробнее о терминалах

Поперечное сечение полевого МОП-транзистора n-типа

Все полевые транзисторы имеют источник , сливные и воротных терминалы , которые примерно соответствуют эмиттера , коллектора и базы по BJTs . Большинство полевых транзисторов имеют четвертый вывод, называемый корпусом , основанием , массивом или подложкой . Этот четвертый вывод служит для смещения транзистора в работу; это редко , чтобы сделать нетривиальное использование терминала тела в схемных, но его присутствие очень важно при настройке физического расположения в качестве интегральной схемы . Размер затвора, длина L на схеме, — это расстояние между истоком и стоком. Ширина является продолжением транзистора, в направлении , перпендикулярном к поперечному сечению на диаграмме (т.е., в / из экрана). Обычно ширина намного больше, чем длина ворот. Длина затвора 1 мкм ограничивает верхнюю частоту примерно до 5 ГГц, от 0,2 мкм до примерно 30 ГГц.

Названия терминалов относятся к их функциям. Терминал ворот можно рассматривать как управляющий открытием и закрытием физических ворот. Этот затвор позволяет электронам проходить через или блокирует их прохождение, создавая или устраняя канал между истоком и стоком. На поток электронов от вывода истока к выводу стока влияет приложенное напряжение. Тело просто относится к основной части полупроводника, в котором находятся затвор, исток и сток. Обычно клемма корпуса подключается к самому высокому или самому низкому напряжению в цепи, в зависимости от типа полевого транзистора. Вывод на корпусе и вывод источника иногда соединяются вместе, поскольку источник часто подключается к наивысшему или наименьшему напряжению в цепи, хотя есть несколько применений полевых транзисторов, которые не имеют такой конфигурации, например, затворы передачи и схемы каскода .

Влияние напряжения затвора на ток

ВАХ и выходной график n-канального JFET-транзистора. Результат моделирования для правой стороны: формирование канала инверсии (электронная плотность) и левой стороны: кривая напряжения на затворе (передаточные характеристики) в n-канальном MOSFET с нанопроволокой . Обратите внимание, что пороговое напряжение для этого устройства составляет около 0,45 В. Типы условных обозначений FET

Полевой транзистор управляет потоком электронов (или электронных дырок ) от истока к стоку, влияя на размер и форму «проводящего канала», создаваемого и находящегося под влиянием напряжения (или отсутствия напряжения), приложенного к затвору и истоку. (Для простоты в этом обсуждении предполагается, что корпус и исток соединены.) Этот проводящий канал является «потоком», через который электроны текут от истока к стоку.

n-канальный полевой транзистор

В n-канальном устройстве с «режимом истощения» отрицательное напряжение затвор-исток заставляет область обеднения расширяться по ширине и вторгаться в канал с боков, сужая канал. Если активная область расширяется, чтобы полностью закрыть канал, сопротивление канала от истока до стока становится большим, и полевой транзистор эффективно выключается, как переключатель (см. Рисунок справа, когда есть очень маленький ток). Это называется «отсечкой», а напряжение, при котором это происходит, называется «отсечкой». И наоборот, положительное напряжение затвор-исток увеличивает размер канала и позволяет электронам легко течь (см. Правый рисунок, когда есть канал проводимости и ток большой).

В n-канальном устройстве с «улучшенным режимом» токопроводящий канал не существует естественным образом внутри транзистора, и для его создания необходимо положительное напряжение затвор-исток. Положительное напряжение привлекает свободно плавающие электроны внутри тела к затвору, образуя проводящий канал. Но сначала необходимо привлечь достаточно электронов возле затвора, чтобы противодействовать ионам легирующей примеси, добавленным в тело полевого транзистора; это формирует область без мобильных носителей, называемую областью истощения , а напряжение, при котором это происходит, называется пороговым напряжением полевого транзистора. Дальнейшее увеличение напряжения затвор-исток привлечет к затвору еще больше электронов, которые могут создать токопроводящий канал от истока к стоку; этот процесс называется инверсией .

p-канальный полевой транзистор

В устройстве «обедненного режима» с p-каналом положительное напряжение от затвора к телу расширяет обедненный слой, вынуждая электроны к границе затвор-изолятор / полупроводник, оставляя незащищенной свободную от носителей область неподвижных положительно заряженных акцепторных ионов.

И наоборот, в устройстве «улучшенного режима» с p-каналом проводящая область не существует, и для создания проводящего канала необходимо использовать отрицательное напряжение.

Влияние напряжения сток-исток на канал

Для устройств с расширенным или обедненным режимом при напряжениях сток-исток, намного меньших, чем напряжения затвор-исток, изменение напряжения затвора изменит сопротивление канала, а ток стока будет пропорционален напряжению стока (относительно истока). вольтаж). В этом режиме полевой транзистор работает как переменный резистор, и говорят, что полевой транзистор работает в линейном или омическом режиме.

Если напряжение сток-исток увеличивается, это создает значительное асимметричное изменение формы канала из-за градиента потенциала напряжения от истока к стоку. Форма области инверсии становится «защемленной» около дренажного конца канала. При дальнейшем увеличении напряжения сток-исток точка отсечки канала начинает перемещаться от стока к истоку. Считается, что полевой транзистор находится в режиме насыщения ; хотя некоторые авторы называют его активным режимом для большей аналогии с рабочими областями биполярного транзистора.Режим насыщения или область между омическим состоянием и насыщением используется, когда необходимо усиление. Промежуточная область иногда считается частью омической или линейной области, даже если ток стока не является приблизительно линейным с напряжением стока.

Несмотря на то, что проводящий канал, сформированный напряжением затвор-исток, больше не соединяет исток со стоком в режиме насыщения, поток носителей не блокируется. Рассматривая снова n-канальное устройство с расширенным режимом, в корпусе p-типа существует обедненная область , окружающая проводящий канал и области стока и истока. Электроны, составляющие канал, могут свободно выходить из канала через область обеднения, если они притягиваются к стоку напряжением сток-исток. Область обеднения свободна от носителей и имеет сопротивление, подобное кремнию . Любое увеличение напряжения сток-исток увеличит расстояние от стока до точки отсечки, увеличивая сопротивление области истощения пропорционально приложенному напряжению сток-исток. Это пропорциональное изменение приводит к тому, что ток сток-исток остается относительно постоянным, независимо от изменений напряжения сток-исток, в отличие от его омического поведения в линейном режиме работы. Таким образом, в режиме насыщения полевой транзистор ведет себя как источник постоянного тока, а не как резистор, и может эффективно использоваться в качестве усилителя напряжения. В этом случае напряжение затвор-исток определяет уровень постоянного тока через канал.

Сочинение

Полевые транзисторы могут быть построены из различных полупроводников — кремний является наиболее распространенным. Большинство полевых транзисторов изготавливаются с использованием обычных методов обработки объемных полупроводников с использованием монокристаллической полупроводниковой пластины в качестве активной области или канала.

Среди наиболее необычных материалов корпуса — аморфный кремний , поликристаллический кремний или другие аморфные полупроводники в тонкопленочных транзисторах или органические полевые транзисторы (OFET), основанные на органических полупроводниках ; Часто изоляторы и электроды затворов OFET также изготавливаются из органических материалов. Такие полевые транзисторы производятся с использованием различных материалов, таких как карбид кремния (SiC), арсенид галлия (GaAs), нитрид галлия (GaN) и арсенид индия-галлия (InGaAs).

В июне 2011 года IBM объявила, что успешно использовала полевые транзисторы на основе графена в интегральной схеме . Эти транзисторы имеют частоту среза около 2,23 ГГц, что намного выше, чем у стандартных кремниевых полевых транзисторов.

Типы

Полевые транзисторы обедненного типа при типичных напряжениях: JFET, поликремниевый MOSFET, двухзатворный MOSFET, MOSFET с металлическим затвором, MESFET.

  Истощение

  Электроны

  Отверстия

  Металл

  Изолятор

Вверху: источник, внизу: сток, слева: ворота, справа: объем. Напряжения, которые приводят к образованию каналов, не показаны.

Канал полевого транзистора легирован для получения полупроводника n-типа или полупроводника p-типа. Сток и исток могут быть легированы противоположным типом по отношению к каналу, в случае полевых транзисторов режима улучшения, или легированы легированием аналогичного типа по отношению к каналу, как в полевых транзисторах режима обеднения. Полевые транзисторы отличаются также методом изоляции между каналом и затвором. Типы полевых транзисторов включают:

• МОП — транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор) использует изолятор (обычно SiO ₂ ) между затвором и корпусом. Это, безусловно, наиболее распространенный тип полевых транзисторов.
  • DGMOSFET (двухзатворный MOSFET ) или DGMOS, полевой МОП-транзистор с двумя изолированными затворами.
  • IGBT ( биполярный транзистор с изолированным затвором ) — это устройство для управления мощностью. Он имеет структуру, похожую на полевой МОП-транзистор, соединенный с биполярным основным проводящим каналом. Они обычно используются в диапазоне рабочего напряжения сток-исток 200–3000 В. Силовые полевые МОП-транзисторы по-прежнему являются предпочтительным устройством для напряжений сток-исток от 1 до 200 В.
  • MNOS ( транзистор металл-нитрид-оксид-полупроводник ) использует изолятор слоя нитрида-оксида между затвором и корпусом.
  • ИСПТ (ионно-чувствительный полевой транзистор) может быть использован для измерения концентрации ионов в растворе; когда концентрация ионов (например, H ⁺ , см. pH-электрод ) изменяется, ток через транзистор соответственно изменится.
  • BioFET (Биологически чувствительный полевой транзистор) представляет собой класс датчиков / биосенсоров на основе ISFET технологии , которые используются для обнаружения заряженных молекул; когда присутствует заряженная молекула, изменения электростатического поля на поверхности BioFET приводят к измеримому изменению тока через транзистор. К ним относятся модифицированные ферментом полевые транзисторы (EnFET), иммунологически модифицированные полевые транзисторы (ImmunoFET), геномодифицированные полевые транзисторы (GenFET), ДНК -полевые транзисторы, полевые транзисторы на основе клеток (CPFET), полевые транзисторы жуков / чипов (BeetleFET) и полевые транзисторы на основе ионных каналов / связывание с белками.
  • DNAFET ( полевой транзистор ДНК ) — это специализированный полевой транзистор, который действует как биосенсор , используя вентиль, сделанный из одноцепочечных молекул ДНК, для обнаружения совпадающих цепей ДНК.
• JFET (узловой полевой транзистор) использует обратное смещение р-п переход , чтобы отделить затвор от тела.
• DEPFET — это полевой транзистор, сформированный на полностью истощенной подложке, который одновременно действует как датчик, усилитель и узел памяти. Его можно использовать как датчик изображения (фотона).
• FREDFET (полевой транзистор с эпитаксиальным диодом с быстрым реверсом или быстрым восстановлением) представляет собой специализированный полевой транзистор, предназначенный для обеспечения очень быстрого восстановления (выключения) внутреннего диода, что делает его удобным для управления индуктивными нагрузками, такими как электродвигатели , особенно средней мощности. бесщеточные двигатели постоянного тока с приводом .
• HIGFET (гетероструктурный полевой транзистор с изолированным затвором) в настоящее время используется в основном в исследовательских целях.
• MODFET (полевой транзистор с модуляционным легированием) представляет собой транзистор с высокой подвижностью электронов, использующий структуру с квантовыми ямами, образованную градиентным легированием активной области.
• TFET ( туннельный полевой транзистор ) основан на межполосном туннелировании.
• НЕМТ ( транзистор с высокой подвижностью электронов ), также называемый HFET (гетероструктуры FET), может быть получен с использованием запрещенной зоны инженерии в тройном полупроводнике , такие как AlGaAs . Полностью обедненный материал с широкой запрещенной зоной образует изоляцию между затвором и корпусом.
• ПТШ (металл-полупроводник полевой транзистор) заменяет р-п переход от JFET с барьером Шоттки ; и используется в GaAs и других полупроводниковых материалах AIIIBV .
• NOMFET является наночастицами органической памяти полевой транзистор.
• GNRFET (полевой транзистор с графеновой нанолентой ) использует в качестве канала графеновую наноленту .
• VeSFET (полевой транзистор с вертикальной щелью) представляет собой полевой транзистор квадратной формы без перехода с узкой щелью, соединяющей исток и сток в противоположных углах. Два затвора занимают другие углы и контролируют ток через щель.
• CNTFET ( полевой транзистор из углеродных нанотрубок ).
• OFET ( органический полевой транзистор ) использует в своем канале органический полупроводник.
• QFET ( транзистор с квантовым полевым эффектом ) использует преимущества квантового туннелирования для значительного увеличения скорости работы транзистора за счет исключения традиционной транзисторной области электронной проводимости.
• SB-FET (полевой транзистор с барьером Шоттки) представляет собой полевой транзистор с металлическими контактными электродами истока и стока, которые создают барьеры Шоттки как на интерфейсах исток-канал, так и сток-канал.
• GFET — это высокочувствительный полевой транзистор на основе графена, используемый в качестве биосенсоров и химических сенсоров . Благодаря двумерной структуре графена, наряду с его физическими свойствами, GFET-транзисторы обеспечивают повышенную чувствительность и уменьшение количества ложных срабатываний в сенсорных приложениях.
• Fe полевой транзистор использует сегнетоэлектрический между затвором, позволяя транзистор , чтобы сохранить свое состояние в отсутствии смещения — такие устройства могут иметь применение в качестве энергонезависимой памяти .

Преимущества

Полевой транзистор имеет высокое сопротивление току затвор-сток, порядка 100 МОм или более, что обеспечивает высокую степень изоляции между управлением и потоком. Поскольку шум базового тока будет увеличиваться со временем формирования, полевой транзистор обычно производит меньше шума, чем биполярный транзистор (BJT), и встречается в чувствительной к шуму электронике, такой как тюнеры и малошумящие усилители для УКВ и спутниковых приемников. Он относительно невосприимчив к радиации. Он не показывает напряжения смещения при нулевом токе стока и представляет собой отличный прерыватель сигнала. Обычно он имеет лучшую термическую стабильность, чем BJT. Поскольку они управляются зарядом затвора, при закрытии или открытии затвора не требуется дополнительной мощности, как это было бы с биполярным переходным транзистором или с реле без фиксации в некоторых состояниях. Это позволяет осуществлять переключение с очень низким энергопотреблением, что, в свою очередь, обеспечивает большую миниатюризацию схем, поскольку потребности в рассеивании тепла уменьшаются по сравнению с другими типами переключателей.

Недостатки

Полевой транзистор имеет относительно низкое произведение коэффициента усиления и ширины полосы по сравнению с BJT. МОП-транзистор очень чувствителен к перегрузкам, поэтому при установке требуется особое обращение. Хрупкий изолирующий слой полевого МОП-транзистора между затвором и каналом делает его уязвимым для электростатического разряда или изменений порогового напряжения во время работы. Обычно это не проблема после того, как устройство было установлено в правильно спроектированной цепи.

Полевые транзисторы часто имеют очень низкое сопротивление «включено» и высокое сопротивление «выключено». Однако промежуточные сопротивления значительны, и поэтому полевые транзисторы могут рассеивать большое количество энергии при переключении. Таким образом, эффективность может иметь большое значение при быстром переключении, но это может вызвать переходные процессы, которые могут возбуждать паразитные индуктивности и генерировать значительные напряжения, которые могут возникать на затворе и вызывать непреднамеренное переключение. Поэтому схемы на полевых транзисторах могут потребовать очень тщательной компоновки и могут включать компромисс между скоростью переключения и рассеиваемой мощностью. Также существует компромисс между номинальным напряжением и сопротивлением во включенном состоянии, поэтому полевые транзисторы высокого напряжения имеют относительно высокое сопротивление во включенном состоянии и, следовательно, потери проводимости.

Режимы отказа

Полевые транзисторы относительно надежны, особенно при работе в пределах температурных и электрических ограничений, определенных производителем (надлежащее снижение номинальных характеристик ). Однако современные устройства на полевых транзисторах часто могут содержать корпусный диод . Если характеристики основного диода не принимаются во внимание, полевой транзистор может работать медленно, когда паразитный транзистор включается и позволяет потреблять высокий ток от стока к истоку, когда полевой транзистор выключен.

Использует

Наиболее часто используемый полевой транзистор — это полевой МОП-транзистор . Технология CMOS (дополнительный металлооксидный полупроводник) является основой современных цифровых интегральных схем . В этом технологическом процессе используется схема, в которой (обычно «режим улучшения») p-канальный MOSFET и n-канальный MOSFET соединены последовательно, так что, когда один включен, другой выключен.

В полевых транзисторах электроны могут течь через канал в любом направлении при работе в линейном режиме. Соглашение об именах выводов стока и истока несколько произвольно, поскольку устройства обычно (но не всегда) построены симметрично от истока до стока. Это делает полевые транзисторы подходящими для переключения аналоговых сигналов между трактами ( мультиплексирование ). Используя эту концепцию, можно, например, сконструировать твердотельный микшерный пульт . FET обычно используется в качестве усилителя. Например, из-за большого входного сопротивления и низкого выходного сопротивления он эффективен в качестве буфера в конфигурации с общим стоком (истоковый повторитель).

БТИЗ используются для переключения катушек зажигания двигателей внутреннего сгорания, где важны возможности быстрого переключения и блокировки напряжения.

Транзистор с истоковым затвором

Транзисторы с закрытым истоком более устойчивы к производственным и экологическим проблемам в электронике большой площади, такой как экраны дисплеев, но работают медленнее, чем полевые транзисторы.

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки

Открытый коллектор Википедия

Дискретные транзисторы в различном конструктивном оформлении

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводнико́вый трио́д — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами^[1], способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

Транзисторами также называются дискретные электронные приборы, которые, выполняя функцию одиночного транзистора, имеют в своём составе несколько элементов, конструктивно являясь интегральной схемой, например, составной транзистор или многие транзисторы большой мощности^[2].

Транзисторы по структуре, принципу действия и параметрам делятся на два класса — биполярные и полевые (униполярные). В биполярном транзисторе используются полупроводники с обоими типами проводимости, он работает за счет взаимодействия двух близко расположенных на кристалле p-n переходов и управляется изменением тока через база-эмиттерный переход, при этом вывод эмиттера всегда является общим для управляющего и выходного токов. В полевом транзисторе используется полупроводник только одного типа проводимости, расположенный в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле изолированного от канала затвора^[3], управление осуществляется изменением напряжения между затвором и истоком. Полевой транзистор, в отличие от биполярного, управляется напряжением, а не током. В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). В цифровой технике, в составе микросхем (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми. В 1990-е годы был разработан новый тип гибридных биполярно-полевых транзисторов — IGBT, которые сейчас широко применяются в силовой электронике.

В 1956 году за исследования транзисторного эффекта Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн получили Нобелевскую премию по физике^[4].

К 1980-м годам транзисторы, благодаря своей миниатюрности, экономичности, устойчивости к механическим воздействиям и невысокой стоимости, практически полностью вытеснили электронные лампы из малосигнальной электроники. Благодаря своей способности работать при низких напряжениях и значительных токах, транзисторы позволили уменьшить потребность в электромагнитных реле и механических переключателях в оборудовании, а благодаря способности к миниатюризации и интеграции позволили создать интегральные схемы, заложив основы микроэлектроники. С 1990-х в связи с появлением новых мощных транзисторов, стали активно вытесняться электронными устройствами трансформаторы, электромеханические и тиристорные ключи в силовой электротехнике, начал активно развиваться частотно-регулируемый привод и инверторные преобразователи напряжения.

На принципиальных схемах транзистор обычно обозначается «VT» или «Q» с добавлением позиционного индекса, например, VT12. В русскоязычной литературе и документации в XX веке до 70-х годов применялись также обозначения «Т», «ПП» (полупроводниковый прибор) или «ПТ» (полупроводниковый триод).

История

Изобретение транзистора, являющееся одним из важнейших достижений XX века^[5], стало следствием длительного развития полупроводниковой электроники, которое началось в 1833 году, когда английский физик экспериментатор Майкл Фарадей провёл первые эксперименты с полупроводниковым материалом — сульфидом серебра.

В 1874 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун впервые обнаружил явление односторонней проводимости контакта металл—полупроводник.

В 1906 году инженер Гринлиф Виттер Пиккард изобретает точечный полупроводниковый диод-детектор.

В 1910 году английский физик Уильям Икклз обнаружил у некоторых полупроводниковых диодов способность генерировать электрические колебания, а инженер Олег Лосев в 1922 году самостоятельно разработал диоды, обладающие при некоторых напряжениях смещения отрицательным дифференциальным сопротивлением, с помощью которых впервые успешно использовал усилительные и генераторные свойства полупроводников (Кристадинный эффект) в детекторных и гетеродинных радиоприёмниках собственной конструкции.

Особенностью этого периода развития было то, что физика полупроводников была ещё плохо изучена, все достижения являлись следствием экспериментов. Учёные затруднялись объяснить, что происходит внутри кристалла, часто выдвигая ошибочные гипотезы.

В то же время на рубеже 1920—1930 годов в радиотехнике началась эпоха бурного индустриального развития электронных ламп, физика которых была изучена, и в этом направлении работала основная масса учёных-радиотехников, в то время как хрупкие и капризные полупроводниковые детекторы открытой конструкции, в которых нужно было при помощи металлической иглы вручную искать на кристалле «активные точки», стали уделом кустарей-одиночек и радиолюбителей, строивших на них простейшие радиоприемники. Потенциальных перспектив полупроводников никто не видел.

Создание биполярного и полевого транзисторов произошло разными путями.

Полевой транзистор

Первый шаг в создании полевого транзистора сделал австро-венгерский физик Юлий Эдгар Лилиенфельд, который предложил метод управления током в образце путём подачи на него поперечного электрического поля, которое, воздействуя на носители заряда, будет управлять проводимостью. Патенты были получены в Канаде (22 октября 1925 года) и Германии (1928 год)^[6][7]. В 1934 году немецкий физик Оскар Хайл (англ.)русск. в Великобритании также запатентовал «бесконтактное реле», основанное на аналогичном принципе. Но несмотря на то, что полевые транзисторы основаны на простом электростатическом эффекте поля и по протекающим в них физическим процессам проще биполярных, создать работоспособный образец полевого транзистора не удавалось ещё долго.

Создатели не могли обойти неизвестные на тот момент явления в поверхностном слое полупроводника, которые не позволяли управлять электрическим полем внутри кристалла у транзисторов такого типа (МДП-транзистор — металл, диэлектрик, полупроводник). Работоспособный полевой транзистор был создан уже после открытия биполярного транзистора. В 1952 году Уильям Шокли теоретически описал модель полевого транзистора другого типа, модуляция тока в котором, в отличие от ранее предложенных МДП^[8] структур, осуществлялась изменением толщины проводящего канала за счёт расширения или сужения обеднённой области, прилегающей к каналу р-n-перехода. Это происходило при подаче на переход управляющего напряжения запирающей полярности затворного диода. Транзистор получил название «полевой транзистор с управляющим р-n-переходом» (мешающие работе поверхностные явления устранялись, так как проводящий канал находился внутри кристалла).

Первый полевой МДП-транзистор, запатентованный ещё в 1920-е годы и ныне составляющий основу компьютерной индустрии, впервые был создан в 1960 году после работ американцев Канга и Аталлы, предложивших в качестве слоя затворного диэлектрика формировать на поверхности кремниевого кристалла с помощью окисления поверхности кремния тончайший слой диоксида кремния, изолирующий металлический затвор от проводящего канала, такая структура получила название МОП-структура (Металл-Окисел-Полупроводник).

В 90-х годах XX века МОП-технология стала доминировать над биполярной^[9].

Биполярный транзистор

Копия первого в мире работающего транзистора

В отличие от полевого, первый биполярный транзистор создавался экспериментально, а его физический принцип действия был объяснён уже позднее.

В 1929—1933 гг., в ЛФТИ, Олег Лосев под руководством А. Ф. Иоффе провёл ряд экспериментов с полупроводниковым устройством, конструктивно повторяющим точечный транзистор на кристалле карборунда (SiC), однако достаточного коэффициента усиления получить тогда не удалось. Изучая явления электролюминесценции в полупроводниках, Лосев исследовал около 90 различных материалов, особенно выделяя кремний, и в 1939 году он вновь упоминает о работах над трёхэлектродными системами в своих записях, но начавшаяся война и гибель инженера в блокадном Ленинграде зимой 1942 года привели к тому, что некоторые его работы оказались утеряны и сейчас неизвестно, насколько далеко он продвинулся в создании транзистора. В начале 1930-х годов точечные трёхэлектродные усилители изготовили также радиолюбители Ларри Кайзер из Канады и Роберт Адамс из Новой Зеландии, однако их работы не были запатентованы и не подвергались научному анализу^[5].

Успеха добилось опытно-конструкторское подразделение Bell Telephone Laboratories фирмы American Telephone and Telegraph, с 1936 года в нём, под руководством Джозефа Бекера, работала группа ученых специально нацеленная на создание твердотельных усилителей. До 1941 года изготовить полупроводниковый усилительный прибор не удалось (предпринимались попытки создания прототипа полевого транзистора). После войны, в 1945 году, исследования возобновились под руководством физика-теоретика Уильяма Шокли. После ещё 2 лет неудач, 16 декабря 1947 года, исследователь Уолтер Браттейн, пытаясь преодолеть поверхностный эффект в германиевом кристалле и экспериментируя с двумя игольчатыми электродами, перепутал полярность приложенного напряжения и неожиданно получил устойчивое усиление сигнала. Последующее изучение открытия им совместно с теоретиком Джоном Бардиным показало, что никакого эффекта поля нет, в кристалле идут ещё не изученные процессы. Это был не полевой, а неизвестный прежде биполярный транзистор. 23 декабря 1947 года состоялась презентация действующего макета изделия руководству фирмы, эта дата стала считаться датой рождения транзистора. Узнав об успехе, уже отошедший от дел Уильям Шокли вновь подключается к исследованиям и за короткое время создает теорию биполярного транзистора, в которой уже наметил замену точечной технологии изготовления более перспективной, плоскостной.

Первоначально новый прибор назывался «германиевый триод» или «полупроводниковый триод», по аналогии с вакуумным триодом — электронной лампой схожей структуры. В мае 1948 года в лаборатории прошел конкурс на оригинальное название изобретения, в котором победил Джон Пирс (John R. Pierce), предложивший слово «transistor», образованное путём соединения терминов «transconductance» (активная межэлектродная проводимость) и «variable resistor» или «varistor» (переменное сопротивление, варистор) или, по другим версиям, от слов «transfer» — передача и «resist» — сопротивление.

30 июня 1948 г. в штаб-квартире фирмы в Нью-Йорке состоялась официальная презентация нового прибора, на транзисторах был собран радиоприемник. И все же, мировой сенсации не состоялось, первоначально открытие не оценили по достоинству, ибо первые точечные транзисторы, в сравнении с электронными лампами, имели очень плохие и неустойчивые характеристики.

В 1956 году Уильям Шокли (en:William Shockley), Уолтер Браттейн (en:Walter Houser Brattain) и Джон Бардин (en:John Bardeen) были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта»^[10]. Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии вторично за создание теории сверхпроводимости.

Создание биполярного транзистора в Европе

Параллельно с работами американских ученых в Европе биполярный транзистор был создан физиком-экспериментатором Гербертом Матаре (en:Herbert Mataré) и теоретиком Генрихом Велкером (en:Heinrich Welker). В 1944 году Герберт Матаре, работая в фирме Телефункен, разработал полупроводниковый «дуодиод» (двойной диод), который конструктивно был похож на будущий точечный биполярный транзистор. Прибор использовался в качестве смесителя в радиолокационной технике, как два близких по параметрам выпрямительных точечных диода, выполненных на одном кристалле германия. Тогда же Матаре впервые обнаружил влияние тока одного диода на параметры другого и начал исследования в этом направлении. После войны Герберт Матаре встретился в Париже с Иоганном Велкером, где оба физика, работая в филиале американской корпорации Westinghouse Electric, продолжили эксперименты над дуодиодом в инициативном порядке. В начале июня 1948 года, ещё не зная о результатах исследований группы Шокли в Bell Labs, они на основе дуодиода создали стабильно работающий биполярный транзистор, который был назван «транзитрон». Однако патентная заявка на изобретение, отправленная в августе 1948 года, рассматривалась французским бюро патентов очень долго, и только в 1952 году был получен патент на изобретение. Серийно выпускаемые фирмой Westinghouse транзитроны, несмотря на то, что по качеству они успешно конкурировали с транзисторами, также не смогли завоевать рынок и вскоре работы в этом направлении прекратились^[5].

Развитие транзисторных технологий

Несмотря на миниатюрность и экономичность, первые транзисторы отличались высоким уровнем шумов, маленькой мощностью, нестабильностью характеристик во времени и сильной зависимостью параметров от температуры. Точечный транзистор, не являясь монолитной конструкцией, был чувствителен к ударам и вибрациям. Фирма-создатель Bell Telephone Laboratories не оценила перспективы нового прибора, выгодных военных заказов не ожидалось, поэтому лицензия на изобретение вскоре начала продаваться всем желающим за 25 тыс. долларов. В 1951 году был создан плоскостной транзистор, конструктивно представляющий собой монолитный кристалл полупроводника, и примерно в это же время появились первые транзисторы на основе кремния. Характеристики транзисторов быстро улучшались, и вскоре они стали активно конкурировать с электронными радиолампами.

Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, совершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров. В начале 21-го века транзистор стал одним из самых массовых изделий, производимых человечеством. В 2013 году на каждого жителя Земли было выпущено около 15 миллиардов транзисторов (большинство из них — в составе интегральных схем)^[11].

С появлением интегральных микросхем началась борьба за уменьшение размера элементарного транзистора. В 2012 году самые маленькие транзисторы содержали считанные атомы вещества^[12]. Транзисторы стали основной частью компьютеров и других цифровых устройств. В некоторых конструкциях процессоров их количество превышало миллиард штук.

Классификация транзисторов

	p-n-p		канал p-типа
	n-p-n		канал n-типа
Биполярные		Полевые

Обозначение транзисторов разных типов.
Условные обозначения:
Э — эмиттер, К — коллектор, Б — база;
З — затвор, И — исток, С — сток.

Ниже приведена формальная классификация транзисторов, где ток образуется потоком носителей заряда, а состояния, между которыми переключается прибор, определяются по величине сигнала: малый сигнал — большой сигнал, закрытое состояние — открытое состояние, на которых реализуется двоичная логика работы транзистора. Современная технология может оперировать не только электрическим зарядом, но и магнитными моментами, спином отдельного электрона, фононами и световыми квантами, квантовыми состояниями в общем случае.

По основному полупроводниковому материалу

Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

ECE 291 Lab 10: Транзистор, сравнение двух основных типов: MOS и BIPOLAR

ЗАДАЧИ

Знакомство с MOSFET, наиболее часто используемым типом транзисторов на сегодняшний день, и его сравнение с BJT.Демонстрирует чрезвычайно высокий импеданс затвора полевого МОП-транзистора по постоянному току. Изучение линейных характеристик и поведения переключения транзисторов. MOSFET в качестве устройства, управляемого напряжением, и BJT, как устройство, управляемое током. Аналоговый переключатель MOS.

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня существует два наиболее распространенных типа транзисторов: металл-оксидный полупроводник или MOS и биполярный переходный транзистор или BJT. MOS также обозначается как MOSFET, потому что это полевой транзистор (FET).Подавляющее большинство обоих типов изготовлено из кремния (Si) и небольшая часть (около 2%) из арсенида галлия (GaAs). Первоначально на рынке доминировал биполярный транзистор, но теперь большинство транзисторов, особенно в интегральных схемах, относятся к типу МОП. BJT по-прежнему сохраняет свои позиции, особенно в некоторых аналоговых и высокомощных схемах. Хотя большинство транзисторов любого типа сегодня изготавливаются как элементы интегральных схем (ИС), которые могут содержать миллионы схемных элементов, одиночные или дискретные транзисторы по-прежнему используются во многих приложениях, таких как высокочастотные или силовые блоки.

В этой лаборатории мы концентрируемся на МОП-транзисторе и сравниваем его с БЮТ. Подчеркивается важное различие между импедансом затвора MOS и базовым импедансом BJT. Вы будете экспериментировать с N-канальным мощным MOSFET в режиме улучшения и BJT типа npn.

PRELAB

1. МОП-транзистор характеризуется очень высоким входным сопротивлением (затвором). Означает ли это, что к воротам никогда не протекает заметный ток? Объясни.
2. Изобразите схемы схем для экспериментов с полевым МОП-транзистором, описанных в разделах 1, 2 и 3 ниже.

ЛАБОРАТОРИЯ

Необходимое оборудование со склада: Протоплата аналоговая универсальная измеритель, коробка замены сопротивления, провода, щуп.

1. ПОЛЯРНОСТЬ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Проверить переходы база-коллектор и база-эмиттер омметром. (используйте шкалу кОм). На самом деле вы не измеряете сопротивление, но можете определить полярность переходов транзистора. Убедитесь, что на npn-транзисторе есть соответствующие переходы между эмиттером (n-тип) и базой (p-тип), а также между базой и коллектором (n-тип).

Рис. 9.1: Клеммные соединения для MOS (слева) и BJT (справа) транзисторов.

2. ТРАНЗИСТОР КАК ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

2.1 БЮТ

Соберите схему (показанную ниже), в которой npn BJT используется для переключения включить и выключить небольшую лампу накаливания. Резистор R ₁ должен быть от 220 до 390 Ом, чтобы защитить базу транзистора от чрезмерного тока.R _x может быть коробкой замены сопротивления.

Рис. 9.2 Схема транзисторного переключателя.

В этом приложении небольшой ток в базовой цепи управляет большим ток в цепи коллектора (лампы). Таким образом, транзисторы большой мощности может использоваться для управления большими токовыми нагрузками.

Найдите номинал базового резистора R _x , позволяющий включить лампу на полную яркость.Измерьте базовое напряжение V _b , когда лампа «включена», и рассчитайте базовый ток, который использовался для полного включения BJT. Какое эквивалентное сопротивление между базой и эмиттером транзистора в этой конфигурации? Также измерьте ток лампы и напряжение коллектора. Вычислите также эквивалентное сопротивление между эмиттером и коллектором, когда транзистор включен.

2.2 МОП-транзистор

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Вы собираетесь работать с полевым МОП-транзистором, устройством, очень чувствительным к статическому электричеству.Не прикасайтесь к выводу затвора рукой, не дотронувшись до одного из двух других выводов транзистора той же рукой. Когда транзистор вставлен в макетную плату, сначала «заземлите» свое тело, прикоснувшись к печатной плате, прежде чем касаться электрода затвора. Когда транзистор не используется, вставьте его в черную прокладку из токопроводящей пены.

Замените BJT на полевой МОП-транзистор с n-канальным режимом улучшения: вывод затвора заменяет базу, исток заменяет эмиттер, а сток — коллектор (см.рис.9.1) Включите и выключите лампу, подключив резистор R _x либо к плюсовому выводу источника питания, либо к земле.

Теперь сюрприз: отключите резистор затвора либо от земли, либо от источника питания. Коснитесь свободного конца резистора (или вывода затвора транзистора) одной рукой, а другой рукой коснитесь заземления или положительного вывода. Когда лампа загорится, уберите руки и подождите. Через некоторое время пальцами «отшлифуйте» ворота.С этого момента вы должны помнить, что никогда не оставляйте затвор MOSFET неподключенным. Что вы можете сказать о входном сопротивлении этой цепи? Вам нужен большой ток, чтобы включить транзистор? Сравните с BJT!

Измерьте также ток лампы и напряжение стока. Какое выходное сопротивление (сопротивление между истоком и стоком) этой цепи?

ПРИМЕЧАНИЕ: Транзистор, используемый в этих экспериментах, представляет собой силовой полевой МОП-транзистор, способный выдерживать большой ток и имеющий относительно низкое сопротивление канала.МОП-транзистор, обычно используемый в цифровых схемах, не включает лампочку; его сопротивление канала слишком велико. Однако он может управлять светодиодом (светоизлучающим диодом), который требует намного меньше тока, чем лампочка.

2.3. ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ МОП-транзистора.

Заменить лампочку в цепи полевого МОП-транзистора двумя параллельными резисторами на 100 Ом. Подайте прямоугольный сигнал от генератора сигналов на вашем стенде на затвор через резистор 10 кОм.Амплитуда должна быть достаточно большой, чтобы включать и выключать транзистор, но используйте также регулировку смещения постоянного тока генератора, чтобы получить выход с одной полярностью (проверьте на осциллографе). Увеличьте частоту примерно с 1 кГц и наблюдайте за входным сигналом на затворе и выходным сигналом на стоке. Зачем вам действительно нужен зонд? Часть входного сигнала должна иметь вид RC-кривой. Попробуйте оценить емкость затвора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Входная цепь, состоящая из резистора и затвора, более сложна, чем простая RC-схема, поскольку на нее влияет напряжение на стоке.Когда напряжение стока меняется, оно влияет на напряжение затвора (обратная связь), и эффект выглядит как изменение емкости затвора. Это объясняет несколько странную форму наблюдаемых сигналов.

Чтобы определить, насколько быстро может переключаться транзистор, устраните сопротивление затвора и подключите затвор непосредственно к генератору сигналов. Остерегайтесь статического электричества!
Увеличьте частоту и наблюдайте за формами волны. Измерьте время «включения» и «выключения» как на входе, так и на выходе. Что ограничивает скорость переключения? Есть ли сопротивление во входной цепи?

3. ТРАНЗИСТОР КАК УСИЛИТЕЛЬ

3.1 МОП-транзистор

Поскольку затвор MOSFET практически не потребляет ток, выходной ток этого устройства регулируется напряжением затвора. Чтобы проверить этот эффект, измерьте ток стока как функцию напряжения затвора с заземленным истоком.Используйте схему на рис. 9.3, где резистор стока R _d может быть 1 кОм. Увеличьте напряжение затвора V _g от нуля, контролируя напряжение стока. В _г . Рассчитайте ток стока и постройте его зависимость от V _g . Определите пороговое напряжение транзистора.

Рис. 9.3: Схема MOSFET с общим истоком.

3.2 BJT

BJT может управляться током базы, и цель этого измерения — продемонстрировать так называемое «усиление тока» транзистора или отношение тока коллектора к току базы. Коэффициент усиления по току (β или h _FE ) не является хорошим параметром транзистора, поскольку он зависит от условий эксплуатации и широко варьируется для разных образцов одного и того же типа, но демонстрирует важную функцию транзистора: усиление , .

Измерьте коэффициент усиления транзистора по току для нескольких значений I _B , используя схему, показанную на рисунке 9.4 ниже.

Рис. 9.4 Схема измерения коэффициента усиления по току.

У вас есть несколько вариантов выполнения этих измерений. Измеряя V _b и V _bb с помощью цифрового вольтметра, вы можете определить ток базы, если известно значение резистора базы (4.7к на рис. 9.4). Кроме того, вы можете измерить базовый ток напрямую с помощью цифрового амперметра. Ток коллектора можно определить путем измерения напряжения коллектора V _c или напрямую, подключив аналоговый амперметр последовательно с резистором 1 кОм. Цифровой измеритель понадобится для измерения V _b или тока в базе.

Выполните измерения для нескольких значений базового тока I _B , изменив V _bb . Введите в таблицу результаты, включая напряжение база-эмиттер В _BE и напряжение коллектор-эмиттер В _CE , а также рассчитанные значения усиления по току ( h _FE или beta ).

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА

Используя измеритель кривой, протестируйте МОП- и БЮТ-транзисторы в режиме общего истока или эмиттера, соответственно. Характеристические кривые включают ток стока (коллектора) как функцию напряжения стока (коллектора) для различных значений напряжения затвора (тока базы).Выберите диапазоны напряжения и тока, которые включают значения, которые вы измерили в части 3. Нарисуйте наблюдаемые кривые, маркируя оси, и укажите приблизительные масштабы осей. Свяжите кривые со значениями, измеренными в части 3.

5. МОП-транзистор КАК АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Очень полезная схема, невозможная с BJT, может быть построена с MOSFET, используемыми в качестве переключателей аналоговых сигналов. Они действуют как твердотельные реле, управляемые напряжением затвора, в то время как стандартные реле управляются током в их катушках.Такие схемы, используемые в системах сбора данных, служат аналоговыми мультиплексорами, которые позволяют выбирать один из нескольких входов данных. В других приложениях они могут изменять коэффициент усиления операционного усилителя или коэффициент затухания, переключая различные резисторы, используя уровни управляющего напряжения, обычно устанавливаемые цифровыми схемами. Существуют специальные аналоговые переключатели CMOS, выполненные в виде интегральных схем в нескольких блоках, называемых также воротами передачи. Здесь мы начинаем экспериментировать с аналоговыми переключателями, используя наш силовой MOSFET.

Создайте аналоговый переключатель с использованием полевого МОП-транзистора. Подайте сигнал на исток и снимите выходной сигнал с резистора (от 10 кОм до 100 кОм), подключенного между стоком и землей. Управляющее напряжение должно подаваться на затвор через обычный однополюсный переключатель. Подайте сигнал, передавая некоторое смещение постоянного тока от генератора на вход, и наблюдайте за выходом на осциллографе, изменяя положение переключателя. Отрегулируйте регулятор смещения постоянного тока на генераторе и наблюдайте за его эффектом. Каким должно быть соотношение между уровнем управляющего напряжения, подаваемого на затвор, и уровнем входного напряжения, чтобы это устройство работало?

ОТЧЕТ

• Включите все схемы со значениями компонентов.
  
• Представьте четко все графики.
  
• Решайте все проблемы и вопросы, выделенные жирным шрифтом в тексте.
  
• Какие основные различия вы заметили в работе MOSFET и BJT?

% PDF-1.5 % 5 0 obj > endobj 8 0 объект (Список рисунков) endobj 9 0 объект > endobj 12 0 объект (Список примеров) endobj 13 0 объект > endobj 16 0 объект (Список домашних работ) endobj 17 0 объект > endobj 20 0 объект (Учебник) endobj 21 0 объект > endobj 24 0 объект (Полупроводниковые диоды) endobj 25 0 объект > endobj 28 0 объект (Символ цепи) endobj 29 0 объект > endobj 32 0 объект (Идеальная модель диода) endobj 33 0 объект > endobj 36 0 объект (Определение состояния идеального диода) endobj 37 0 объект > endobj 40 0 obj (p-n переходные диоды) endobj 41 0 объект > endobj 44 0 объект (Нет условия смещения) endobj 45 0 объект > endobj 48 0 объект (Условие обратного смещения) endobj 49 0 объект > endobj 52 0 объект (Условие прямого смещения) endobj 53 0 объект > endobj 56 0 объект (Характеристическое уравнение диода) endobj 57 0 объект > endobj 60 0 объект (Область стабилизации \ (или область разрушения лавин \)) endobj 61 0 объект > endobj 64 0 объект (Пиковое обратное напряжение \ (PIV \) рейтинг) endobj 65 0 объект > endobj 68 0 объект (Напряжение включения прямого смещения \ (VD \ (ON \) \)) endobj 69 0 объект > endobj 72 0 объект (Температурные эффекты) endobj 73 0 объект > endobj 76 0 объект (Линия нагрузки и рабочая точка \ (Q-точка \)) endobj 77 0 объект > endobj 80 0 объект (Сопротивление постоянному току \ (Статическое сопротивление \)) endobj 81 0 объект > endobj 84 0 объект (Сопротивление переменному току \ (Динамическое сопротивление \)) endobj 85 0 объект > endobj 88 0 объект (Анализ постоянного тока и слабого сигнала переменного тока \ (SSAC \)) endobj 89 0 объект > endobj 92 0 объект (Среднее сопротивление переменному току) endobj 93 0 объект > endobj 96 0 объект (Кусочно-линейная модель диода) endobj 97 0 объект > endobj 100 0 объект (Упрощенная модель диода) endobj 101 0 объект > endobj 104 0 объект (Определение состояния диода) endobj 105 0 объект > endobj 108 0 объект (Таблицы спецификаций диодов) endobj 109 0 объект > endobj 112 0 объект (Обозначение полупроводника) endobj 113 0 объект > endobj 116 0 объект (Емкость) endobj 117 0 объект > endobj 120 0 объект (Другие типы диодов) endobj 121 0 объект > endobj 124 0 объект (Стабилитрон) endobj 125 0 объект > endobj 128 0 объект (Светоизлучающий диод \ (LED \)) endobj 129 0 объект > endobj 132 0 объект (Применение диодов) endobj 133 0 объект > endobj 136 0 объект (Машинки для стрижки) endobj 137 0 объект > endobj 140 0 объект (Параллельные машинки для стрижки) endobj 141 0 объект > endobj 144 0 объект (Зажимы) endobj 145 0 объект > endobj 148 0 объект (Цепи умножителя напряжения) endobj 149 0 объект > endobj 152 0 объект (Пиковый выпрямитель) endobj 153 0 объект > endobj 156 0 объект (Удвоитель напряжения) endobj 157 0 объект > endobj 160 0 объект (Утроение и учетверение напряжения) endobj 161 0 объект > endobj 164 0 объект (Стабилитрон) endobj 165 0 объект > endobj 168 0 объект (Регулятор Зенера) endobj 169 0 объект > endobj 172 0 объект (Другие стабилизаторы стабилитронов) endobj 173 0 объект > endobj 176 0 объект (Параметры стабилитрона) endobj 177 0 объект > endobj 180 0 объект (Практическое применение диодных схем) endobj 181 0 объект > endobj 184 0 объект (Выпрямители и фильтры регулирования напряжения) endobj 185 0 объект > endobj 188 0 объект (Свойства электрических сигналов) endobj 189 0 объект > endobj 192 0 объект (Компонент постоянного тока \ (Среднее значение \) и компонент переменного тока) endobj 193 0 объект > endobj 196 0 объект (Эффективное значение \ (Среднеквадратичное значение \)) endobj 197 0 объект > endobj 200 0 объект (Полуволновой выпрямитель) endobj 201 0 объект > endobj 204 0 объект (Полноволновой выпрямитель) endobj 205 0 объект > endobj 208 0 объект (Полноволновой выпрямитель с трансформатором с центральным отводом) endobj 209 0 объект > endobj 212 0 объект (Полноволновой мостовой выпрямитель) endobj 213 0 объект > endobj 216 0 объект (Резюме выпрямителя) endobj 217 0 объект > endobj 220 0 объект (Регулировка напряжения и коэффициент пульсации) endobj 221 0 объект > endobj 224 0 объект (Регулировка напряжения) endobj 225 0 объект > endobj 228 0 объект (Фактор пульсации) endobj 229 0 объект > endobj 232 0 объект (Конденсаторный фильтр) endobj 233 0 объект > endobj 236 0 объект (Коэффициент пульсации конденсаторного фильтра) endobj 237 0 объект > endobj 240 0 объект (Период проводимости диода и пиковый ток диода) endobj 241 0 объект > endobj 244 0 объект (Дополнительный фильтр RC) endobj 245 0 объект > endobj 248 0 объект (Работа на постоянном токе) endobj 249 0 объект > endobj 252 0 объект (Работа от переменного тока) endobj 253 0 объект > endobj 256 0 объект (-Фильтр) endobj 257 0 объект > endobj 260 0 объект (Биполярный переходной транзистор \ (BJT \)) endobj 261 0 объект > endobj 264 0 объект (Биполярный переходной транзистор) endobj 265 0 объект > endobj 268 0 объект (Общая конфигурация) endobj 269 ​​0 объект > endobj 272 0 объект (Входные и выходные характеристики) endobj 273 0 объект > endobj 276 0 объект (Три режима работы) endobj 277 0 объект > endobj 280 0 объект (Токи) endobj 281 0 объект > endobj 284 0 объект (Альфа \ (\)) endobj 285 0 объект > endobj 288 0 объект (Упрощение \ (Активный режим \)) endobj 289 0 объект > endobj 292 0 объект (Усиление переменного тока) endobj 293 0 объект > endobj 296 0 объект (Конфигурация с общим эмиттером) endobj 297 0 объект > endobj 300 0 объект (Входные и выходные характеристики) endobj 301 0 объект > endobj 304 0 объект (Токи) endobj 305 0 объект > endobj 308 0 объект (Бета \ (\)) endobj 309 0 объект > endobj 312 0 объект (Определение \ 040 по графику) endobj 313 0 объект > endobj 316 0 объект (Связь между \ 040and) endobj 317 0 объект > endobj 320 0 объект (Упрощение \ (Активный режим \)) endobj 321 0 объект > endobj 324 0 объект (Конфигурация общего коллектора) endobj 325 0 объект > endobj 328 0 объект (Рабочие пределы) endobj 329 0 объект > endobj 332 0 объект (Упрощенная модель BJT) endobj 333 0 объект > endobj 336 0 объект (Смещение постоянного тока BJT) endobj 337 0 объект > endobj 340 0 объект (Смещение постоянного тока) endobj 341 0 объект > endobj 344 0 объект (Три состояния работы) endobj 345 0 объект > endobj 348 0 объект (Анализ DC BJT) endobj 349 0 объект > endobj 352 0 объект (Цепи смещения постоянного тока) endobj 353 0 объект > endobj 356 0 объект (Схема с фиксированным смещением) endobj 357 0 объект > endobj 360 0 объект (Петля база-эмиттер) endobj 361 0 объект > endobj 364 0 объект (Коллектор-эмиттерный контур) endobj 365 0 объект > endobj 368 0 объект (Насыщенность) endobj 369 0 объект > endobj 372 0 объект (Линия нагрузки постоянного тока) endobj 373 0 объект > endobj 376 0 объект (Схема смещения, стабилизированного эмиттером) endobj 377 0 объект > endobj 380 0 объект (Петля база-эмиттер) endobj 381 0 объект > endobj 384 0 объект (Петля коллектор-эмиттер) endobj 385 0 объект > endobj 388 0 объект (Линия нагрузки постоянного тока) endobj 389 0 объект > endobj 392 0 объект (Улучшенная предвзятая стабильность) endobj 393 0 объект > endobj 396 0 объект (Схема смещения делителя напряжения) endobj 397 0 объект > endobj 400 0 obj (Цикл база-эмиттер \ (Точный анализ \)) endobj 401 0 объект > endobj 404 0 объект (Цикл база-эмиттер \ (приблизительный анализ \)) endobj 405 0 объект > endobj 408 0 объект (Коллектор-эмиттерный контур и линия нагрузки постоянного тока) endobj 409 0 объект > endobj 412 0 объект (Цепь смещения обратной связи коллектора) endobj 413 0 объект > endobj 416 0 объект (Петля база-эмиттер) endobj 417 0 объект > endobj 420 0 объект (Петля коллектор-эмиттер) endobj 421 0 объект > endobj 424 0 объект (Линия нагрузки постоянного тока) endobj 425 0 объект > endobj 428 0 объект (Различные схемы смещения) endobj 429 0 объект > endobj 432 0 объект (Транзисторы pnp) endobj 433 0 объект > endobj 436 0 объект (Стабилизация смещения) endobj 437 0 объект > endobj 440 0 объект (Факторы стабильности) endobj 441 0 объект > endobj 444 0 объект (Получение коэффициентов устойчивости \ (Схема смещения делителя напряжения \)) endobj 445 0 объект > endobj 448 0 объект (Факторы устойчивости для других цепей смещения) endobj 449 0 объект > endobj 452 0 объект (Стабильность транзисторных схем с активными компонентами) endobj 453 0 объект > endobj 456 0 объект (Практическое применение) endobj 457 0 объект > endobj 460 0 объект (Драйвер реле) endobj 461 0 объект > endobj 464 0 объект (Транзисторный переключатель) endobj 465 0 объект > endobj 468 0 объект (Транзисторные коммутационные сети) endobj 469 0 объект > endobj 472 0 объект (Логические ворота) endobj 473 0 объект > endobj 476 0 объект (Текущее зеркало) endobj 477 0 объект > endobj 480 0 объект (Индикатор уровня напряжения) endobj 481 0 объект > endobj 484 0 объект (Линии нагрузки AC-DC цепей BJT) endobj 485 0 объект > endobj 488 0 объект (Анализ BJT AC) endobj 489 0 объект > endobj 492 0 объект (Линия нагрузки постоянного тока) endobj 493 0 объект > endobj 496 0 объект (Искажение) endobj 497 0 объект > endobj 500 0 объект (Линия нагрузки переменного тока) endobj 501 0 объект > endobj 504 0 объект (Линии нагрузки AC-DC) endobj 505 0 объект > endobj 508 0 объект (Максимально симметричный неискаженный дизайн качелей) endobj 509 0 объект > endobj 512 0 объект (Другие конфигурации усилителя) endobj 513 0 объект > endobj 516 0 объект (Полевые транзисторы \ (FETs \)) endobj 517 0 объект > endobj 520 0 объект (Сходства и различия с BJT) endobj 521 0 объект > endobj 524 0 объект (Типы полевых транзисторов) endobj 525 0 объект > endobj 528 0 объект (Работа на полевом транзисторе) endobj 529 0 объект > endobj 532 0 объект (Переходный полевой транзистор \ (JFET \)) endobj 533 0 объект > endobj 536 0 объект (Строительство) endobj 537 0 объект > endobj 540 0 объект (Рабочие характеристики) endobj 541 0 объект > endobj 544 0 объект (VGS = 0 и VDS> 0) endobj 545 0 объект > endobj 548 0 объект (VGS 0) endobj 549 0 объект > endobj 552 0 объект (Резистор, управляемый напряжением \ (омическая область \)) endobj 553 0 объект > endobj 556 0 объект (p-канальный JFET) endobj 557 0 объект > endobj 560 0 объект (Характеристики) endobj 561 0 объект > endobj 564 0 объект (Символ цепи) endobj 565 0 объект > endobj 568 0 объект (Передаточные характеристики) endobj 569 0 объект > endobj 572 0 объект (Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник \ (MOSFETs \)) endobj 573 0 объект > endobj 576 0 объект (МОП-транзистор обедненного типа \ (DMOSFET \)) endobj 577 0 объект > endobj 580 0 объект (Строительство) endobj 581 0 объект > endobj 584 0 объект (Рабочие характеристики) endobj 585 0 объект > endobj 588 0 объект (Передаточные характеристики) endobj 589 0 объект > endobj 592 0 объект (p-канальный DMOSFET) endobj 593 0 объект > endobj 596 0 объект (Символ цепи) endobj 597 0 объект > endobj 600 0 obj (МОП-транзистор расширенного типа \ (EMOSFET \)) endobj 601 0 объект > endobj 604 0 объект (Строительство) endobj 605 0 объект > endobj 608 0 объект (Передаточные характеристики) endobj 609 0 объект > endobj 612 0 объект (p-канальный EMOSFET) endobj 613 0 объект > endobj 616 0 объект (Символ цепи) endobj 617 0 объект > endobj 620 0 объект (Обработка MOSFET) endobj 621 0 объект > endobj 624 0 объект (Резюме) endobj 625 0 объект > endobj 628 0 объект (Смещение постоянного тока полевых транзисторов) endobj 629 0 объект > endobj 632 0 объект (Смещение постоянного тока) endobj 633 0 объект > endobj 636 0 объект (Анализ постоянного тока на полевом транзисторе) endobj 637 0 объект > endobj 640 0 объект (Цепи смещения постоянного тока) endobj 641 0 объект > endobj 644 0 объект (Конфигурация с фиксированным смещением) endobj 645 0 объект > endobj 648 0 объект (Цикл затвор-источник) endobj 649 0 объект > endobj 652 0 объект (Петля истока-истока) endobj 653 0 объект > endobj 656 0 объект (Самостоятельная конфигурация смещения) endobj 657 0 объект > endobj 660 0 объект (Цикл затвор-источник) endobj 661 0 объект > endobj 664 0 объект (Петля истока-истока) endobj 665 0 объект > endobj 668 0 объект (Конфигурация смещения делителя напряжения) endobj 669 0 объект > endobj 672 0 объект (Цикл затвор-источник) endobj 673 0 объект > endobj 676 0 объект (Петля истока-истока) endobj 677 0 объект > endobj 680 0 объект (Конфигурация смещения обратной связи по напряжению) endobj 681 0 объект > endobj 684 0 объект (Цикл затвор-источник) endobj 685 0 объект > endobj 688 0 объект (Петля истока-истока) endobj 689 0 объект > endobj 692 0 объект (полевые транзисторы с р-каналом) endobj 693 0 объект > endobj 696 0 объект (Практическое применение) endobj 697 0 объект > endobj 700 0 объект (Резюме) endobj 701 0 объект > endobj 704 0 объект (Линии нагрузки AC-DC цепей на полевых транзисторах) endobj 705 0 объект > endobj 708 0 объект (Анализ FET AC) endobj 709 0 объект > endobj 712 0 объект (Линии нагрузки переменного и постоянного тока) endobj 713 0 объект > endobj 716 0 объект (Максимально симметричный неискаженный дизайн качелей) endobj 717 0 объект > endobj 720 0 объект (Другие конфигурации усилителя) endobj 721 0 объект > endobj 724 0 объект (Анализ малых сигналов BJT) endobj 725 0 объект > endobj 728 0 объект (Цель анализа SSAC) endobj 729 0 объект > endobj 732 0 объект (Этапы анализа BJT SSAC) endobj 733 0 объект > endobj 736 0 объект (Модели с малым сигналом BJT) endobj 737 0 объект > endobj 740 0 объект (Гибридная эквивалентная модель) endobj 741 0 объект > endobj 744 0 объект (Упрощенная эквивалентная гибридная модель) endobj 745 0 объект > endobj 748 0 объект (Гибридная эквивалентная модель с общим эмиттером) endobj 749 0 объект > endobj 752 0 объект (Модель с общим эмиттером) endobj 753 0 объект > endobj 756 0 объект (Гибридная эквивалентная модель с общей базой) endobj 757 0 объект > endobj 760 0 объект (Общая базовая модель) endobj 761 0 объект > endobj 764 0 объект (Фазовое отношение) endobj 765 0 объект > endobj 768 0 объект (Конфигурация с фиксированным смещением с общим эмиттером) endobj 769 0 объект > endobj 772 0 объект (Входное сопротивление) endobj 773 0 объект > endobj 776 0 объект (Усиление напряжения) endobj 777 0 объект > endobj 780 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 781 0 объект > endobj 784 0 объект (Фазовое отношение) endobj 785 0 объект > endobj 788 0 объект (Конфигурация смещения делителя напряжения с общим эмиттером) endobj 789 0 объект > endobj 792 0 объект (Входное сопротивление) endobj 793 0 объект > endobj 796 0 объект (Усиление напряжения) endobj 797 0 объект > endobj 800 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 801 0 объект > endobj 804 0 объект (Фазовое отношение) endobj 805 0 объект > endobj 808 0 объект (Конфигурация смещения непропускаемого эмиттера с общим эмиттером) endobj 809 0 объект > endobj 812 0 объект (Входное сопротивление) endobj 813 0 объект > endobj 816 0 объект (Усиление напряжения) endobj 817 0 объект > endobj 820 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 821 0 объект > endobj 824 0 объект (Фазовое отношение) endobj 825 0 объект > endobj 828 0 объект (Конфигурация эмиттер-повторитель) endobj 829 0 объект > endobj 832 0 объект (Входное сопротивление) endobj 833 0 объект > endobj 836 0 объект (Усиление напряжения) endobj 837 0 объект > endobj 840 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 841 0 объект > endobj 844 0 объект (Фазовое отношение) endobj 845 0 объект > endobj 848 0 объект (Конфигурация обратной связи коллектора с общим эмиттером) endobj 849 0 объект > endobj 852 0 объект (Входное сопротивление) endobj 853 0 объект > endobj 856 0 объект (Усиление напряжения) endobj 857 0 объект > endobj 860 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 861 0 объект > endobj 864 0 объект (Фазовое отношение) endobj 865 0 объект > endobj 868 0 объект (Общая конфигурация) endobj 869 0 объект > endobj 872 0 объект (Входное сопротивление) endobj 873 0 объект > endobj 876 0 объект (Усиление напряжения) endobj 877 0 объект > endobj 880 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 881 0 объект > endobj 884 0 объект (Фазовое отношение) endobj 885 0 объект > endobj 888 0 объект (Анализ слабых сигналов на полевых транзисторах) endobj 889 0 объект > endobj 892 0 объект (Этапы анализа FET SSAC) endobj 893 0 объект > endobj 896 0 объект (Модель слабого сигнала на полевых транзисторах) endobj 897 0 объект > endobj 900 0 объект (Параметр крутизны \ (gm \)) endobj 901 0 объект > endobj 904 0 объект (Фазовое отношение) endobj 905 0 объект > endobj 908 0 объект (Конфигурация с фиксированным смещением с общим источником) endobj 909 0 объект > endobj 912 0 объект (Входное сопротивление) endobj 913 0 объект > endobj 916 0 объект (Усиление напряжения) endobj 917 0 объект > endobj 920 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 921 0 объект > endobj 924 0 объект (Конфигурация самосмещения с общим источником) endobj 925 0 объект > endobj 928 0 объект (Входное сопротивление) endobj 929 0 объект > endobj 932 0 объект (Усиление напряжения) endobj 933 0 объект > endobj 936 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 937 0 объект > endobj 940 0 объект (Конфигурация смещения делителя напряжения с общим истоком) endobj 941 0 объект > endobj 944 0 объект (Входное сопротивление) endobj 945 0 объект > endobj 948 0 объект (Усиление напряжения) endobj 949 0 объект > endobj 952 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 953 0 объект > endobj 956 0 объект (Конфигурация без обхода самосмещения с общим источником) endobj 957 0 объект > endobj 960 0 объект (Входное сопротивление) endobj 961 0 объект > endobj 964 0 объект (Усиление напряжения) endobj 965 0 объект > endobj 968 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 969 0 объект > endobj 972 0 объект (Конфигурация «источник-последователь») endobj 973 0 объект > endobj 976 0 объект (Входное сопротивление) endobj 977 0 объект > endobj 980 0 объект (Усиление напряжения) endobj 981 0 объект > endobj 984 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 985 0 объект > endobj 988 0 объект (Конфигурация обратной связи по сливу с общим источником) endobj 989 0 объект > endobj 992 0 объект (Входное сопротивление) endobj 993 0 объект > endobj 996 0 объект (Усиление напряжения) endobj 997 0 объект > endobj 1000 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 1001 0 объект > endobj 1004 0 объект (Конфигурация общего шлюза) endobj 1005 0 объект > endobj 1008 0 объект (Входное сопротивление) endobj 1009 0 объект > endobj 1012 0 объект (Усиление напряжения) endobj 1013 0 объект > endobj 1016 0 объект (Выходное сопротивление) endobj 1017 0 объект > endobj 1020 0 объект (Частотная характеристика усилителей) endobj 1021 0 объект > endobj 1024 0 объект (RC-фильтры первого порядка) endobj 1025 0 объект > endobj 1028 0 объект (RC фильтр верхних частот первого порядка) endobj 1029 0 объект > endobj 1032 0 объект (Частота среза) endobj 1033 0 объект > endobj 1036 0 объект (Сюжет Боде) endobj 1037 0 объект > endobj 1040 0 объект (Децибелы \ (дБ \)) endobj 1041 0 объект > endobj 1044 0 объект (RC-фильтр нижних частот первого порядка) endobj 1045 0 объект > endobj 1048 0 объект (Частота среза) endobj 1049 0 объект > endobj 1052 0 объект (Сюжет Боде) endobj 1053 0 объект > endobj 1056 0 объект (Типичная частотная характеристика) endobj 1057 0 объект > endobj 1060 0 объект (Низкочастотный отклик) endobj 1061 0 объект > endobj 1064 0 объект (Усилители BJT) endobj 1065 0 объект > endobj 1068 0 объект (Влияние конденсатора связи C1) endobj 1069 0 объект > endobj 1072 0 объект (Влияние конденсатора связи C2) endobj 1073 0 объект > endobj 1076 0 объект (Влияние байпасного конденсатора C3) endobj 1077 0 объект > endobj 1080 0 объект (Комбинированный эффект C1, C2 и C3) endobj 1081 0 объект > endobj 1084 0 объект (Усилители на полевых транзисторах) endobj 1085 0 объект > endobj 1088 0 объект (Влияние конденсатора связи C1) endobj 1089 0 объект > endobj 1092 0 объект (Влияние конденсатора связи C2) endobj 1093 0 объект > endobj 1096 0 объект (Влияние байпасного конденсатора C3) endobj 1097 0 объект > endobj 1100 0 объект (Комбинированный эффект C1, C2 и C3) endobj 1101 0 объект > endobj 1104 0 объект (Эффект Миллера) endobj 1105 0 объект > endobj 1108 0 объект (Входная емкость Миллера, CMi) endobj 1109 0 объект > endobj 1112 0 объект (Выходная емкость Миллера, CMo) endobj 1113 0 объект > endobj 1116 0 объект (Представление Миллера) endobj 1117 0 объект > endobj 1120 0 объект (Высокочастотный отклик) endobj 1121 0 объект > endobj 1124 0 объект (Усилители BJT) endobj 1125 0 объект > endobj 1128 0 объект (Частота среза входной цепи fh2) endobj 1129 0 объект > endobj 1132 0 объект (Частота среза выходной цепи fh3) endobj 1133 0 объект > endobj 1136 0 объект (hfe \ (или \) Частота отсечки вариации f) endobj 1137 0 объект > endobj 1140 0 объект (Комбинированный эффект fh2, fh3 и f) endobj 1141 0 объект > endobj 1144 0 объект (Усилители на полевых транзисторах) endobj 1145 0 объект > endobj 1148 0 объект (Частота среза входной цепи fh2) endobj 1149 0 объект > endobj 1152 0 объект (Частота среза выходной цепи fh3) endobj 1153 0 объект > endobj 1156 0 объект (Комбинированный эффект fh2 и fh3) endobj 1157 0 объект > endobj 1160 0 объект (Продукт-коэффициент усиления) endobj 1161 0 объект > endobj 1164 0 объект (Многокаскадные \ (каскадные \) усилители) endobj 1165 0 объект > endobj 1168 0 объект (Каскадные системы) endobj 1169 0 объект > endobj 1172 0 объект (Многокаскадные усилители со связью по переменному току) endobj 1173 0 объект > endobj 1176 0 объект (Многокаскадные усилители со связью по постоянному току) endobj 1177 0 объект > endobj 1180 0 объект (Каскодный усилитель) endobj 1181 0 объект > endobj 1184 0 объект (Пара Дарлингтона) endobj 1185 0 объект > endobj 1188 0 объект (Пара обратной связи) endobj 1189 0 объект > endobj 1192 0 объект > ручей х څ Sn0 + | vl’P H $ S! $ Hv _xtE = of ^ = O8y $] 7QXY7D +!% ׈ d ݑ {z; @x [兪 3Drfԡ5J \ #] cǦ) ˥ ݼ? sBzIMH’9% B @ $ + AV) V *) DA4` / p2C`2NVWL ׂ EYf 좋 tE {) 8 | Yfq4 [xs] K> f65] g% _ruԠŔJoCx

Замена транзистора

Распайка и замена транзистора занимает совсем немного времени. Больше времени уходит на то, чтобы выяснить, какой из них заменить, а иногда и чем заменить! Оригинальный транзистор может нуждаться в особом заказе или быть снят с производства и быть недоступным. Зная, как замена транзистора на другой может ускорить ремонт, или сделать возможным ремонт, который иначе невозможен. ТИПЫ ТРАНЗИСТОРОВ Регистрационные номера типов транзисторам присваиваются организацией Joint Electron Device. Инженерный совет (JEDEC).Номер типа часто печатается на транзистор, хотя производители продуктов иногда печатают свои собственные номера деталей вместо. В этом случае руководство по обслуживанию продукта или список запчастей могут содержать вы с типом транзистора. Если у вас нет этого конкретного типа, перекрестная ссылка на транзисторы руководство иногда может помочь вам найти совместимую универсальную деталь. В Перекрестная ссылка NTE является хорошим примером — замены под маркой NTE широко распространены. имеется в наличии.Но, возможно, у вас уже есть подходящий заменитель в ящиках с деталями. Мы располагаем наши запасы транзисторов не по их типовым номерам, а по их технические характеристики Это позволяет легко перейти к ящикам наличие хороших кандидатов на замену. Вы можете найти спецификации транзисторов в технических паспортах, доступных в Интернете. Используйте свой браузер для поиска типа транзистора JEDEC или воспользуйтесь поисковой системой, например AllDataSheet.com. Первая спецификация, которую следует рассмотреть, — это схема транзистора. Это единственный spec вы действительно можете увидеть. ОБЗОР ТРАНЗИСТОРА Номер схемы транзистора, или от до , относится к транзистору. физический размер, форма и стиль монтажа.Некоторые номера TO показаны здесь: Схема транзистора обычно не говорит вам, какой из трех выводов транзистора подключается к своей базовой клемме (B), ее клемме эмиттера (E) или клемме коллектора (C). Однако паспорт транзистора покажет вам это. Если расположение выводов небольшого заменяющего транзистора отличается от что из оригинала, вы можете иногда согнуть выводы транзистора друг над другом, чтобы направить их в исправьте отверстия в печатной плате. Просто возьми трубочку для спагетти. на выводах, чтобы они не касались друг друга. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА Биполярные (переходные) транзисторы ( BJT s) являются наиболее распространенной разновидностью транзистор.При выборе альтернативного BJT важны следующие электрические характеристики. ПОЛЯРНОСТЬ ТРАНЗИСТОРА Переходный транзистор представляет собой сэндвич из полупроводников типа «N» и «P». Либо «мясо» имеет дополнительные отрицательные носители заряда (электроны), а «хлеб» — дополнительные носители положительного заряда (дырки), или мясо имеет положительный заряжается, и хлеб имеет отрицательные заряды. Замещающий транзистор должен иметь ту же полярность, либо «PNP», либо «NPN», как оригинал. Если вы установите неправильную полярность, бутерброд не подойдет. МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Если на транзистор подается напряжение, превышающее максимально допустимое, он могут быть безвозвратно повреждены.При максимальном напряжении, также называемом напряжением пробоя ( BV ), в транзисторе начинается лавина электронов. Во время лавины электроны в областях перехода P-N разогнаны до таких высоких энергий, что ударяют связанные электроны достаточно силы, чтобы освободить их, создавая дополнительные носителей заряда и значительно увеличивая ток транзистора. Есть три напряжения пробоя: В CB — максимальное напряжение на клеммах Collector-Base В CE — максимальное напряжение на клеммах коллектор-эмиттер В EB — максимальное напряжение на клеммах Emitter-Base В каждом из этих рейтингов предполагается, что третий вывод электрически открытый (неподключенный). В CE , например, может быть записано как V CEO , BV CEO или правильнее всего как V (BR) CEO . Рейтинг V EB обычно не имеет значения в выборе замены транзистора. В CB всегда равно или больше В CE и ты можешь используйте любое из этих максимальных напряжений для сравнения транзисторов.выбирать заменяющий транзистор с номинальным напряжением пробоя не ниже оригинального. МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК Максимальный ток — это максимальный продолжительный ток коллектора ( I C ) что транзистор может выдержать без необратимых повреждений. Маленькие транзисторы TO-92 или TO-98, в зависимости от их изготовления, могут выдерживать ток от 100 до 1000 мА. Пакет ТО-5 может быть рассчитан на 5 ампер; ТО-220 до 25А; и ТО-3, до 500А. Обязательно выберите заменяющий транзистор с максимальным номинальным током не менее как оригинал. МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ Максимальная мощность, называемая P D , — это общая мощность, которую транзистор может рассеять через тепло, не пригорая. Радиаторы и вентиляторы увеличивают способность транзистора рассеивать высокая температура. Транзистор ТО-5 с P D 3 Вт могут рассеивать 8–10 Вт с радиатором. Выберите заменяющий транзистор с максимальной номинальной мощностью, по крайней мере, такой же, как у оригинала. ТЕКУЩИЙ ПРИБЫЛЬ При выборе заменяющего транзистора коэффициент усиления по току бывает значительным только изредка. Фактическое усиление схемы зависит от других компонентов. Но если оригинальный транзистор имеет высокий коэффициент усиления, попробуйте ему соответствовать. Коэффициент усиления по току падает на более высоких частотах, поэтому транзистор с высоким коэффициентом усиления может обеспечивают более широкую частотную характеристику, чем транзисторы с низким коэффициентом усиления. Одна мера усиления, называемая ч FE , часто используется для сравнение транзисторов.Заглавный индекс FE относится к то F или прямой коэффициент передачи постоянного тока в общем E Mitter схема. Другими словами, I C / I B . В технических паспортах часто указывается минимальное или типичное значение h FE , или же диапазон значений, применимый при определенном токе коллектора (I C ). Транзисторы Дарлингтона состоят из двух последовательно соединенных транзисторов. и имеют прибыль в тысячах, а не в десятках или сотнях.У них также есть двойные падение входного напряжения, поскольку имеется два последовательно соединенных полупроводниковых перехода. Не рекомендуется заменять транзистор Дарлингтона на транзистор не Дарлингтона. типа, или наоборот. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА С ПОЛЕВЫМ ЭФФЕКТОМ Полевые транзисторы ( FET s) имеют те же контуры транзисторов, что и BJT, но их электрические характеристики несколько другие: ТИПЫ FET Полевые транзисторы бывают трех основных типов: Тип А — Соединительный затвор на полевом транзисторе ( JFET ) Тип B — полевой транзистор с изолированным затвором ( IGFET ) в режиме истощения Тип C — полевой транзистор с изолированным затвором ( IGFET ) в режиме Enhancement IGFET s обычно называют MOSFET s (металл-оксидный полупроводник. Полевые транзисторы), потому что изначально во всех IGFET использовались металлические затворы, покрытые оксидными изоляторами.Сегодня аббревиатуры FET изобилуют, но обычно они означают только то, как построен или улучшен полевой транзистор; они не описывают еще один базовый тип. Каждый из трех типов, перечисленных выше, может быть изготовлен с N или P канал проводимости. Итак, всего существует шесть типов полевых транзисторов. Обязательно используйте полевой транзистор того же типа, что и оригинал. МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Одно из следующих напряжений пробоя обычно включается в спецификации для полевого транзистора: BV GSS — напряжение пробоя между затвором Gate и Источник клеммы при коротком замыкании стока на источник.(Этот рейтинг используется в основном с JFET-транзисторами.) BV DSS — напряжение пробоя между стоком и клеммы Source , когда затвор замкнут накоротко на источник. (Этот рейтинг используется в основном с силовыми МОП-транзисторами.) Напряжение пробоя также можно записать как В (BR) GSS или просто V GSS . Вы можете использовать любое из указанных выше напряжений при сравнении полевых транзисторов. Только обязательно сравнивайте яблоки с яблоками. Выберите заменяющий полевой транзистор с рейтингом не ниже исходного. ТЕКУЩИЙ I DSS — ток утечки сток-исток, часто предусмотренный для малосигнальных полевых транзисторов. Это постоянный ток, который течет через вывод стока, когда затвор к источнику напряжение равно нулю. В устройстве обедненного типа I DSS — это ток в открытом состоянии. В устройство типа улучшения, это ток в выключенном состоянии. Обычно указываются минимальные и максимальные значения. Выберите замену с таким же общим диапазоном значений. I D (продолжение) , Постоянный ток утечки, обычно предусмотрены для силовых полевых МОП-транзисторов.Это максимальный текущий рейтинг, поэтому выберите замену с рейтингом не ниже оригинала. МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ P D — это общая мощность, которую полевой транзистор может рассеять за счет тепла. Это та же спецификация, которая используется для биполярных транзисторов. Выберите замену с рейтингом не ниже оригинала. «НА» СОПРОТИВЛЕНИЕ r DS (on) — DC сопротивление между клеммами слива и источника при заданном Напряжение затвор-исток подается для смещения полевого транзистора во включенное состояние. Для полевого транзистора обедненного типа напряжение смещения затвор-исток может быть 0 В (т. Е. ворота к источнику короткие). r DS (on) может оказаться важным при замене силового MOSFET. РЕЗЮМЕ Найти заменяющий транзистор несложно, если вы знаете спецификации оригинального транзистора и систематизируйте свой запас по характеристикам, а не по номерам типов. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт