Felteffekttransistorer er aktive halvlederenheder, hvor udgangsstrømmen styres af et elektrisk felt (i bipolære transistorer styres udgangsstrømmen af indgangsstrømmen). Felteffekttransistorer kaldes også unipolære, da kun én type bærer er involveret i processen med strømmen af elektrisk strøm.
Der er to typer felteffekttransistorer: med en kontrolovergang og med en isoleret gate. Alle har tre elektroder: source (kilde til strømbærere), gate (kontrolelektrode) og dræn (elektrode, hvor bærere flyder).
Transistor med kontrolp- n-overgang . Dens skematiske repræsentation er vist i fig. 1.21 -en den konventionelle grafiske betegnelse for denne transistor er i fig. 1.22 -en, b (s- og n-typer). Pilen angiver retningen fra laget R at lag P(samt pilen på billedet af emitteren af en bipolær transistor). I integrerede kredsløb kan de lineære dimensioner af transistorer være væsentligt mindre end 1 mikron.
Ris. 1.22 Transistor enhed
Ris. 1.23 Grafisk visning:a – p-type kanal; b - kanal n-type
Lagresistivitet n(gate) er meget mindre end lagets resistivitet R(kanal), så området R-n-forbindelse, udtømt i mobile ladningsbærere og har en meget høj modstand, er hovedsageligt placeret i laget R.
Hvis typerne af ledningsevne af halvlederlagene i den betragtede transistor er omvendt, får vi en felteffekttransistor med en kontrol
R-n- overgang og kanal n-type. Hvis en positiv spænding påføres mellem porten og kilden til en p-kanal transistor: og zi > 0,
så bevæger den sig s—n- overgang i modsat retning.
Med en stigning i den omvendte spænding ved krydset udvider den sig hovedsageligt på grund af kanalen (på grund af ovennævnte forskel i resistivitet). Forøgelse af bredden af overgangen reducerer tykkelsen af kanalen og øger følgelig dens modstand. Dette resulterer i et fald i strøm mellem kilde og afløb. Det er dette fænomen, der giver dig mulighed for at styre strømmen ved hjælp af spænding og det tilsvarende elektriske felt. Hvis spændingen og zi stor nok er kanalen fuldstændig dækket af området s—n-overgang (afbrydelsesspænding).
I arbejdstilstand R—n- overgangen skal være under omvendt eller nulspænding. Derfor er portstrømmen i driftstilstanden omtrent lig nul ( jeg h? 0 ), og drænstrømmen er næsten lig med kildestrømmen.
per bredde R—n-forbindelse og kanaltykkelse er også direkte påvirket af spændingen mellem kilden og afløbet. Lade uzi= 0 og positiv spænding påført uer(Fig. 1.24). Denne spænding vil også blive påført gate-drain gapet, dvs. det viser sig at uZ'er= uer og R—n- overgangen er under omvendt spænding.
Omvendt spænding i forskellige områder R—n- overgangen er anderledes. I områder nær kilden er denne spænding praktisk talt nul, og i områder nær afløbet er denne spænding omtrent lig med uer. Så s—n- overgangen bliver bredere i de områder, der ligger tættere på afløbet. Vi kan antage, at spændingen i kanalen fra kilden til drænet stiger lineært.
På uer =Uziots kanalen vil være fuldstændig blokeret nær afløbet (fig. 1.25). Med yderligere stigning i spændingen uer dette område af kanalen, hvor det er blokeret, vil udvide sig.
Transistor koblingskredsløb . For en felteffekttransistor, såvel som for en bipolær, er der tre koblingskredsløb: kredsløb med en fælles gate (03), en fælles kilde (OI) og et fælles dræn (OS). De mest almindeligt anvendte kredsløb med en fælles kilde (fig. 1.26).
Siden i arbejdstilstand jeg c? 0, så tages der normalt ikke hensyn til input-karakteristika.
Output (lager) egenskaber . Outputkarakteristikken kaldes formens afhængighed
hvor f er en funktion.
Udgangsegenskaber for en transistor med R—n-overgang og n-type kanal er vist i fig. 1,27.
Lad os vende os til karakteristikken, der svarer til tilstanden du zi= 0. I det lineære område ( du er < 4 В) характеристика почти линейна (все характеристики этой области представляют собой почти прямые линии, веерообразно выходящие из начала координат). Она определяется сопротивлением канала. Транзистор, работающий в линейной области, можно использовать в качестве линейного управляемого сопротивления.
På du er> 4 V kanalen i afløbsområdet er blokeret. En yderligere stigning i spændingen fører til en meget lille stigning i strømmen, da med stigende spænding udvides området, hvor kanalen er blokeret. I dette tilfælde øges modstanden af kilde-drængabet, og strømmen jeg cændrer sig praktisk talt ikke. Dette er området for mætning. Dræn strøm i mætningsområdet du zi = 0 og ved en given spænding og si kaldes den initiale drænstrøm og betegnes med jeg starter. For de betragtede egenskaber jeg starter= 5 mA ved og si= 10 V.
De parametre, der karakteriserer egenskaberne af en transistor til at forstærke spænding, er:
1) Porthældning S(hældningskarakteristika for felteffekttransistoren):
2) Intern differensmodstand Ris diff
3) Gevinst
Det kan ses
Isolerede gate transistorer. En isoleret gate-felteffekttransistor er en transistor, hvis gate er elektrisk adskilt fra kanalen af et dielektrisk lag. Det fysiske grundlag for driften af sådanne transistorer er felteffekten, som består i at ændre koncentrationen af frie ladningsbærere i halvlederens overfladenære område under påvirkning af et eksternt elektrisk felt. I overensstemmelse med deres struktur kaldes sådanne transistorer MIS transistorer (metal-isolator-halvleder) el MOSFET'er (metal-oxid-halvleder). Der er to typer MOS-transistorer: med inducerede og med indbyggede kanaler.
På fig. 1.28 viser princippet for en transistorenhed med en indbygget kanal.
Basen (substratet) er en siliciumplade med elektrisk ledningsevne s-type. Den har to regioner med elektrisk ledningsevne n+ -type med øget ledningsevne. Disse områder er kilden og drænet, og der drages konklusioner fra dem. Mellem afløbet og kilden er der en overfladenær kanal med n-type elektrisk ledningsevne. Det skraverede område er det dielektriske siliciumdioxidlag (dets tykkelse er normalt 0,1 - 0,2 µm). På toppen af det dielektriske lag er en port i form af en tynd metalfilm. Krystallen af en sådan transistor er normalt forbundet med kilden, og dens potentiale tages som nul. Nogle gange laves en separat konklusion ud fra en krystal.
Hvis der påføres nulspænding til porten, vil der strømme en strøm gennem kanalen, når der påføres en spænding mellem drænet og kilden, som er en strøm af elektroner. Der vil ikke strømme nogen strøm gennem krystallen, da en af s—n-overgange er under omvendt spænding. Når en spænding med negativ polaritet i forhold til kilden (og dermed krystallen) påføres porten, dannes der et tværgående elektrisk felt i kanalen, som skubber elektroner ud af kanalen i området for kilden, drænet og krystallen . Kanalen bliver udtømt for elektroner, dens modstand stiger, og strømmen falder. Jo højere gate-spænding, jo lavere strøm. Denne tilstand kaldes magert tilstand
. Hvis en positiv spænding påføres porten, vil elektroner komme ind i kanalen under påvirkning af feltet fra områderne af drænet, kilden og krystal. Kanalmodstanden falder, strømmen stiger. Denne tilstand kaldes
berigelse regime
. Hvis krystallen n-type, så skal kanalen være p-type og spændingspolariteten er vendt.
En anden type er transistor med induceret (invers) kanal (Fig. 1.29). Den adskiller sig fra den foregående ved, at kanalen kun vises, når en spænding med en vis polaritet påføres porten.
I mangel af spænding ved porten er der ingen kanal mellem kilden og afløbet
n Kun + -type krystal er placeret s-type og på en af pn+ -forbindelser producerer en omvendt spænding. I denne tilstand er modstanden mellem dræn og source høj, og transistoren er lukket. Når en spænding med positiv polaritet påføres porten, under indflydelse af portfeltet, vil ledningselektroner bevæge sig fra dræn- og source-regionerne og s- område mod lukkeren. Når spændingen på porten når sin oplåsnings- (tærskel)værdi (en enhed af volt), stiger koncentrationen af elektroner i det overfladenære lag så meget, at den overstiger koncentrationen af huller, og den s.k. inversion
type elektrisk ledningsevne, dvs. der dannes en tynd kanal n-type, og transistoren vil begynde at lede strøm. Jo højere gate-spænding, jo højere er drænstrømmen. Det er klart, at en sådan transistor kun kan fungere i berigelsestilstanden. Hvis underlaget n-type, så får vi en induceret kanal s-type. Inducerede kanaltransistorer findes ofte i koblingsenheder. Felteffekttransistor-koblingskredsløb ligner bipolære koblingskredsløb. Det skal bemærkes, at felteffekttransistoren giver dig mulighed for at få en meget højere forstærkning end en bipolær. Med høj indgangsimpedans (og lav output) erstatter felteffekttransistorer gradvist de bipolære.
Ifølge kanalens elektriske ledningsevne skelner de s-kanal og n- kanal MIS transistorer. Symbolet for disse enheder på de elektriske kredsløb er vist i fig. 1.30 . Der er en klassificering af MIS-transistorer i henhold til deres design og teknologiske funktioner (oftere i henhold til typen af portmateriale).
Ris. 1.30 Symboler for felteffekttransistorer
med en isoleret port: a - med en indbygget p-kanal; b - med indbygget
n-kanal; c – med induceret p-kanal; d – med induceret n-kanal
Integrerede kredsløb indeholdende både p — kanal og n-kanal MOS transistorer kaldes komplementære (forkortet KMOS-IC). KMDP-IC'er er kendetegnet ved høj støjimmunitet, lavt strømforbrug og høj hastighed.
Frekvensegenskaber FET'er er defineret af tidskonstanten RC- lukkerkæder. Siden input kapacitans MEDzi til transistorer med R—n-overgangen er stor (tiere picofarads), deres anvendelse i forstærkningstrin med en stor indgangsimpedans er mulig i frekvensområdet, der ikke overstiger hundredvis af kilohertz - enheder af megahertz.
Ved drift i koblingskredsløb er koblingshastigheden fuldstændig bestemt af tidskonstanten for RC-portkredsløbet. Isolerede gate-FET'er har en meget lavere indgangskapacitans, så deres frekvensegenskaber er meget bedre end p-n-junction-FET'er.
I halvlederelektronik, sammen med bipolære transistorer, transistorer styret af elektrisk felt, hvoraf et af de positive træk er høj indgangsimpedans(er 1-10 MΩ eller mere). Sådanne transistorer kaldes Mark(unipolær).
Enhed og funktionsprincip
FET'erkaldet halvlederenheder, hvor dannelsen af en elektrisk strøm skyldes bevægelsen af ladningsbærere af samme tegn under påvirkning af langsgående elektrisk felt, og udgangsstrømstyringen er baseret på modstandsmodulation halvledermateriale tværgående elektrisk felt.
Funktionsprincippet for felteffekttransistorer kan være baseret på:
Af afhængigheden af modstanden af en halvleder på tværsnittet af dens ledende område (jo mindre tværsnit, jo lavere er strømmen; implementeret i felteffekttransistorer med lederen r-p- overgang);
På halvlederens ledningsevnes afhængighed af koncentrationen af hovedbærerne (implementeret i felteffekttransistorer med isoleret port strukturer metal-isolator-halvleder(MIS-transistorer)).
Felteffekt transistor med lederen r-p- transition (PTUP) er en tynd halvlederwafer med en r-p-overgang og med ikke korrigerende kantkontakter. Pladematerialets elektriske ledningsevne kan være P-type eller R-type. Som et eksempel kan du overveje en transistor, hvis hovedplade består af en halvleder n-type (Figur 1.32).
Figur 1.32 - Struktur af en felteffekttransistor med en kontrol r-p-overgang
Hovedområderne i strukturen af felteffekttransistoren med lederen r-p- overgangen er:
Område kilde- det område, hvorfra ladningsbærere begynder at bevæge sig;
Område afstrømning- det område, som transportørerne bevæger sig til;
Område lukker- området ved hjælp af hvilket mediestrømmen styres;
Område kanal- det område, som transportørerne bevæger sig igennem.
Udgangene fra de tilsvarende områder af transistoren har lignende navne: kilde(OG), lager(C) og Port(3) (Figur 1.32).
Figur 1.33 viser de grafiske symboler for felteffekttransistorer med en kontrol r-p- overgang: med kanal P-type (Figur 1.33, -en) og kanal R-type (Figur 1.33, b).
a b
Figur 1.33 - UGO felteffekttransistorer med styring r-p-overgang
Overvej princippet om funktion af PTUP. Spændingskilder er forbundet til transistoren på en sådan måde, at der løber en elektrisk strøm mellem dræn- og source-elektroderne, og spænding påført til porten forspændte elektron-hul krydset i den modsatte retning.
Figur 1.34 viser metoden til at forbinde spændingskilder til udgangene på PTUP med en kanal P-type.
Figur 1.34 - Tilslutning af spændingskilder til PTUP-terminaler
Under påvirkning af kildespændingen E SI elektroner vil bevæge sig fra kilden til drænet, hvilket giver en drænstrøm i det eksterne kredsløb jeg C.
Koncentrationerne af ladningsbærere i halvledermaterialet i kanalen og gate er valgt på en sådan måde, at når der påføres en omvendt forspænding mellem gate og kilde r-p- overgangen udvides til kanalområdet. Dette fører til et fald i tværsnitsarealet af den ledende del af kanalen og følgelig til et fald i drænstrømmen jeg C.
Modstanden i området placeret under den elektriske overgang afhænger i det generelle tilfælde fra portspænding. Dette skyldes det faktum, at dimensionerne af overgangen stiger med en stigning i den omvendte spænding, der påføres den, og en stigning i det område, der er udtømt for ladningsbærere, fører til en stigning i kanalens elektriske modstand (og følgelig, til et fald i strømmen, der flyder i kanalen).
På denne måde driften af en felteffekttransistor med en kontrol-p-n-junction er baseret på en ændring i kanalmodstanden på grund af en ændring i størrelsen af det område, der er udtømt for hovedladningsbærerne, som opstår under påvirkning af den påførte lukker omvendt spænding.
Spændingen mellem porten og kilden, ved hvilken kanalen er fuldstændig blokeret og drænstrømmen når en minimumsværdi ( jeg C»0) kaldes afskæringsspænding(U ots) felteffekttransistor.
I modsætning til PTUP, hvor porten har elektrisk kontakt med kanalen, i felteffekttransistorer med isoleret port(PTIS) gate er en tynd film af metal, der er isoleret fra en halvleder. Afhængigt af typen af isolering skelnes MIS- og MOS-transistorer (henholdsvis metal - dielektrisk - halvleder og metal - oxid - halvleder, for eksempel siliciumdioxid SiO 2).
I starttilstanden kan PTIZ-kanalen være udtømt ladebærere el beriget dem. Afhængigt af dette skelnes der mellem to typer felteffekttransistorer med en isoleret gate: indbygget kanal(Figur 1.35, -en) (kanalen skabes under fremstilling) og MIS transistorer med induceret kanal(Figur 1.35, b) (kanalen vises under påvirkning af en spænding påført kontrolelektroderne). I PTIZ er der et ekstra output fra krystallen, som enheden er lavet på (Figur 1.35), kaldet substrat.
a b
Figur 1.35 - Enheden af felteffekttransistorer med en isoleret gate
I PTIZ er dræn- og source-elektroderne placeret på begge sider af porten og er i direkte kontakt med halvlederkanalen.
Kanalen kaldes indbygget hvis det er oprindeligt beriget ladebærere. I dette tilfælde vil det styre elektriske felt føre til forarmelse kanal af afgiftsselskaber. Hvis kanalen er oprindeligt udtømt bærere af elektriske ladninger, kaldes det induceret. I dette tilfælde vil det elektriske styrefelt (mellem porten og kilden) berige kanalen med elektriske ladningsbærere (det vil sige øge dens ledningsevne).
Kanalledningsevnen kan være elektronisk eller perforeret. Hvis kanalen har elektronisk ledningsevne, kaldes den P-kanal. Kanaler med hulledning kaldes R-kanaler. Som et resultat, skelne fire typer felteffekttransistorer med isoleret låge: med kanal P- enten R-typer, som hver især kan have induceret eller indbygget kanal. Konventionelle grafiske betegnelser for de navngivne typer felteffekttransistorer er vist i figur 1.36.
Styrespænding kan indsendes til PTIZ as mellem lukker og substrat, og uafhængigt af underlag og port. Betragt som eksempel princippet om strømstyring i felteffekttransistorer, hvis strukturer er vist i figur 1.35.
Figur 1.36 - UGO felteffekttransistorer med en isoleret gate
Hvis en positiv spænding påføres porten, så under påvirkning af det resulterende elektriske felt nær overfladen af halvlederen (figur 1.35, b) vises kanalen P -type på grund af frastødning af huller fra overfladen ind i dybden af halvlederen. I en transistor indbygget kanal (figur 1.35, -en) der er en udvidelse af en eksisterende kanal, når en positiv spænding påføres eller en indsnævring - når en negativ spænding påføres. Ændring af styrespændingen ændrer kanalbredden og følgelig modstand og transistorstrøm.
Vigtig fordel PTIZ før PTUP er , når værdier på 10 10 - 10 14 Ohm (for transistorer med en kontrol r-p-overgang - 10 7 - 10 9 Ohm).
En vigtig fordel ved felteffekttransistorer i forhold til bipolære er lavt spændingsfald over dem, når der skiftes svage signaler.
Derudover skal det fremhæve sådanne fordele som:
- høj indgangsimpedans;
- små lyde;
- let fremstilling;
- fraværet i den åbne tilstand af restspænding mellem kilden og afløbet af en åben transistor.
Volt-ampere karakteristika og grundlæggende parametre for felteffekttransistorer
Af den tidligere diskussion følger det, at der er seks typer felteffekttransistorer i alt. Deres typiske overførselskarakteristika er vist i figur 1.37. Ved hjælp af disse egenskaber kan du indstille polariteten af styrespændingen, retningen af strømmen i kanalen og området for styrespændingen. Af alle ovennævnte typer transistorer er det kun PTIZ med en integreret kanal, der i øjeblikket ikke produceres. R-type.
Figur 1.37 - Overførselskarakteristika for felteffekttransistorer
Lad os tage et kig på nogle af disse funktioner. Alle karakteristika for felteffekttransistorer med en kanal P-typer er placeret i den øverste halvdel af grafen og har derfor en positiv strøm, som svarer til en positiv drænspænding. Tværtimod alle egenskaber ved enheder med en kanal R-typer er placeret i den nederste halvdel af grafen og har derfor en negativ strømværdi og en negativ drænspænding. Karakteristika for PTUP ved nul gate spænding har en maksimal strømværdi, som kaldes initialen I Fra begyndelsen. Med en stigning i blokeringsspændingen falder drænstrømmen også med en afskæringsspænding U ots bliver tæt på nul.
Karakteristika for PTIZ med induceret kanal ved nul gate spænding har nul strøm. Udseendet af en drænstrøm i sådanne transistorer opstår, når spændingen ved porten er større end tærskelværdien U siden. Forøgelse af portspændingen øger drænstrømmen.
Karakteristika for PTIZ med integreret kanal ved nul gate spænding har startværdien af strømmen I C. begyndelse. Sådanne transistorer kan fungere både i berigelsestilstanden og i udtømningstilstanden. Når gate-spændingen stiger, bliver kanalen rigere, og drænstrømmen stiger, og når gate-spændingen falder, bliver kanalen udtømt, og drænstrømmen falder.
Figur 1.38 viser udgangsstrøm-spændingskarakteristika for en PTUP med en kanal n-type. Karakteristikaene for andre typer transistorer har en lignende form, men adskiller sig i gatespændingen og polariteten af de påførte spændinger.
Figur 1.38 - Output VAC af PTUP
To regioner kan skelnes på CVC'en af en felteffekttransistor: lineær og mætning.
I det lineære område er I–V-karakteristikkerne op til bøjningspunktet rette linjer, hvis hældning afhænger af portspændingen. I mætningsområdet er strømspændingsegenskaberne næsten vandrette, hvilket giver os mulighed for at tale om drænstrømmens uafhængighed af drænspændingen. I dette område ligner udgangsegenskaberne for felteffekttransistorer af alle typer dem for vakuumpentoder. Funktioner ved disse egenskaber bestemmer brugen af felteffekttransistorer. I det lineære område bruges FET som modstand, gatespændingsstyret, og i mætningsregionen - som forstærkende element.
Den maksimale spænding, der påføres mellem afløbet og kilden til en FET, er forskellig for hver type transistor. Men i det generelle tilfælde, som vist i figur 1.39, når en vis værdi overskrides U SI prøver drænstrømmen stiger kraftigt, hvilket kan føre til svigt af transistoren som følge af sammenbrud.
Figur 1.39 - Familie af output IV-karakteristika for en felteffekttransistor
De vigtigste parametre for felteffekttransistorer er:
Porthældning
Typiske værdier: S= 0,1-500 mA/V;
Hældningen af karakteristikken på underlaget
Typiske værdier: S p= 0,1-1 mA/V;
Indledende drænstrøm I Fra begyndelsen- dræne strøm ved nul spænding U ZI.
Til transistorer med en kontrol R-P-overgang jeg C= 0,2-600 mA, med indbygget kanal - I Fra begyndelsen= 0,1-100 mA, med induceret kanal - I Fra begyndelsen= 0,01-0,5 μA;
Afskæringsspænding U ZI ots(typiske værdier U ZI ots= 0,2-10 V);
Dræn-kilde modstand på åben R SI åben(typiske værdier R SI åben= 2-300 Ohm);
Restafløbsstrøm I C hvile- dræne strøm ved spænding U ZI ots (I C hvile= 0,001-10 mA);
Maksimal forstærkningsfrekvens fp- frekvens, ved hvilken effektforstærkningen er lig med enhed (typiske værdier fp- tiere - hundreder af MHz).
Teknologiske kapaciteter og fremskridt i udviklingen af højeffekt-felteffekttransistorer har ført til, at det i øjeblikket ikke er svært at erhverve dem til en overkommelig pris.
I denne henseende er radioamatørers interesse for brugen af sådanne MOSFET-transistorer i deres elektroniske hjemmelavede produkter og projekter steget.
Det er værd at bemærke, at MOSFET'er adskiller sig væsentligt fra deres bipolære modstykker, både med hensyn til parametre og deres enhed.
Det er på tide at lære enheden og parametrene for kraftige MOSFET-transistorer bedre at kende, for mere bevidst at vælge en analog til en bestemt instans, hvis det er nødvendigt, og også for at kunne forstå essensen af visse specificerede værdier i databladet.
Hvad er en HEXFET transistor?
I FET-familien er der en separat gruppe højeffekthalvlederenheder kaldet HEXFET'er. Deres funktionsprincip er baseret på en meget original teknisk løsning. Deres struktur er flere tusinde MOS-celler forbundet parallelt.
Cellulære strukturer danner en sekskant. På grund af den hexagonale eller på anden måde hexagonale struktur, kaldes denne type power MOSFET HEXFET. De første tre bogstaver i denne forkortelse er taget fra det engelske ord hex agonal- "sekskantet".
Under multipel forstørrelse ser krystallen af en kraftig HEXFET-transistor sådan ud.
Som du kan se, har den en sekskantet struktur.
Det viser sig, at en kraftig MOSFET i virkeligheden er en slags supermikrokredsløb, hvor tusindvis af individuelle simple felteffekttransistorer er kombineret. Sammen skaber de én kraftig transistor, der kan føre en stor strøm igennem sig selv og samtidig praktisk talt ikke yde nogen væsentlig modstand.
På grund af den særlige struktur og fremstillingsteknologi af HEXFET, modstanden af deres kanal RDS(til) formået at reducere markant. Dette gjorde det muligt at løse problemet med at skifte strømme på flere titus af ampere ved spændinger op til 1000 volt.
Her er blot et lille anvendelsesområde for HEXFET-transistorer med høj effekt:
Strømforsyningskoblingskredsløb.
Oplader enhed.
Motorstyringssystemer.
Lavfrekvente forstærkere.
På trods af det faktum, at HEXFET (parallel kanal) mosfets har en relativt lav åben kanalmodstand, er deres omfang begrænset, og de bruges hovedsageligt i højfrekvente højstrømskredsløb. I højspændingseffektelektronik foretrækkes nogle gange IGBT-baserede kredsløb.
Skematisk repræsentation af en MOSFET-transistor (N-kanal MOS).
Ligesom bipolære transistorer kan feltstrukturer være enten fremadgående eller omvendte. Det vil sige med en P-kanal eller en N-kanal. Konklusionerne er angivet som følger:
D-afløb (lager);
S-kilde (kilde);
G-port (lukker).
Hvordan felteffekttransistorer af forskellige typer betegnes på kredsløbsdiagrammer kan findes på denne side.
Grundlæggende parametre for felteffekttransistorer.
Hele sættet af MOSFET-parametre kan kun kræves af udviklere af komplekst elektronisk udstyr og er som regel ikke angivet i databladet (referenceark). Det er nok at kende de grundlæggende parametre:
V DSS(Drain-to-Source Voltage) - spænding mellem afløb og kilde. Dette er normalt forsyningsspændingen for dit kredsløb. Når du vælger en transistor, skal du altid huske omkring en 20% margin.
I D(Kontinuerlig drænstrøm) - Drænstrøm eller kontinuerlig drænstrøm. Altid specificeret ved en konstant gate-source spænding (f.eks. VGS =10V). Databladet angiver som regel den maksimalt mulige strøm.
RDS(til)(Static Drain-to-Source On-Resistance) - dræn-kilde modstand af en åben kanal. Når krystaltemperaturen stiger, øges modstanden i den åbne kanal. Dette er let at se på en graf taget fra dataarket for en af de kraftige HEXFET-transistorer. Jo lavere modstand mod åbne kanaler (R DS(on)), jo bedre er mosfet. Den varmer mindre op.
P D(Power Dissipation) - transistorens effekt i watt. På en anden måde kaldes denne parameter også for spredningskraften. I dataarket for et specifikt produkt er værdien af denne parameter angivet for en bestemt krystaltemperatur.
VGS(Gate-to-Source Voltage) - gate-source mætning spænding. Dette er den spænding, over hvilken der ikke forekommer nogen stigning i strøm gennem kanalen. Faktisk er dette den maksimale spænding mellem porten og kilden.
VGS(th)(Gate Threshold Voltage) – transistor-tændingstærskelspænding. Dette er den spænding, ved hvilken den ledende kanal åbner, og den begynder at sende strøm mellem kilde- og afløbsterminalerne. Hvis en spænding mindre end VGS(th) påføres mellem gate- og sourceterminalerne, vil transistoren være lukket.
Grafen viser, hvordan tærskelspændingen VGS(th) falder med stigende temperatur i transistorkrystallen. Ved en temperatur på 175 0 C er den omkring 1 volt, og ved en temperatur på 0 0 C omkring 2,4 volt. Derfor angiver dataarket som regel minimum ( min.) og maksimum ( max.) tærskelspænding.
Overvej hovedparametrene for en kraftig felteffekt HEXFET-transistor ved hjælp af et eksempel IRLZ44ZS af International Rectifier. På trods af den imponerende ydeevne har den en lille krop D2PAK til overflademontering. Lad os se på dataarket og evaluere parametrene for dette produkt.
Maksimal drænkildespænding (V DSS): 55 volt.
Maksimal drænstrøm (ID): 51 Amp.
Gate-source spændingsgrænse (V GS): 16 Volt.
Åben kanal drænkildemodstand (R DS (til)): 13,5 mΩ.
Maksimal effekt (P D): 80 watt.
Den åbne kanalmodstand på IRLZ44ZS er kun 13,5 milliohm (0,0135 ohm)!
Lad os tage et kig på "stykket" fra tabellen, hvor de maksimale parametre er angivet.
Det ses tydeligt, hvordan strømmen med en konstant portspænding, men med en temperaturstigning, falder (fra 51A (ved t=25 0 C) til 36A (ved t=100 0 C)). Effekt ved en hustemperatur på 25 0 C er 80 watt. Nogle parametre i pulstilstanden er også angivet.
MOSFET-transistorer er hurtige, men de har en væsentlig ulempe - en stor gate-kapacitans. I dokumenter er gate-indgangskapacitans angivet som C iss (input kapacitans).
Hvad er portens kapacitans? Det påvirker i høj grad visse egenskaber ved felteffekttransistorer. Da inputkapacitansen er ret stor og kan nå titusvis af picofarads, er brugen af felteffekttransistorer i højfrekvente kredsløb begrænset.
Vigtige egenskaber ved MOSFET-transistorer.
Det er meget vigtigt, når man arbejder med felteffekttransistorer, især med en isoleret gate, at huske, at de er "dødelige" bange for statisk elektricitet. Du kan kun lodde dem ind i kredsløbet ved først at kortslutte ledningerne til hinanden med en tynd ledning.
Under opbevaring skal alle ledninger på MOSFET kortsluttes med almindelig aluminiumsfolie. Dette vil reducere risikoen for overslag af porten på grund af statisk elektricitet. Når du monterer det på et printkort, er det bedre at bruge en loddestation og ikke en konventionel elektrisk loddekolbe.
Faktum er, at en konventionel elektrisk loddekolbe ikke har beskyttelse mod statisk elektricitet og ikke er "afkoblet" fra lysnettet gennem en transformer. På dens kobberstik er der altid elektromagnetiske "hakker" fra lysnettet.
Enhver spændingsstigning i lysnettet kan beskadige det loddede emne. Derfor risikerer vi at beskadige MOSFET'en ved at lodde FET'en ind i kredsløbet med en elektrisk loddekolbe.
Mætningsstrøm I c0 i drain-kredsløbet i en transistor forbundet i henhold til et kredsløb med en fælles source, med en gate kortsluttet med en source (dvs. ved Uci = 0) - det er typisk kun for felteffekttransistorer med en kontrol-pn-forbindelse .
Afløbsstrømmen ved driftspunktet kan bestemmes med følgende formel:
I s \u003d I s0 (1-U c.i / U ots) 2 (1)
hvor U ots - afskæringsspænding.
Ligning (1) er en tilnærmelse for transmissionskarakteristikken for enhver FET (især dem med lave afskæringsspændinger).
Afskæringsspænding Uc- en af hovedparametrene, der karakteriserer felteffekttransistoren. Når gate-spændingen er numerisk lig med cutoff-spændingen, er FET-kanalen næsten fuldstændig blokeret, og drænstrømmen har en tendens til nul.
Det er ret vanskeligt at måle den sande værdi af afskæringsspændingen (med kanalen fuldstændig blokeret), da man i dette tilfælde skal forholde sig til ekstremt lave drænstrømme, som desuden afhænger af isolationsmodstanden. Referencedataene for felteffekttransistorer angiver altid, ved hvilken værdi af drænstrømmen afskæringsspændingen blev målt. Så for eksempel for transistorer KP102 blev spændinger U ots opnået ved en drænstrøm på 20 μA, og for en transistor KP103 - ved en drænstrøm på 10 μA.
Strømningsegenskabernes stejlhed. Indgangsmodstanden for felteffekttransistorer fra siden af styreelektroden er 10 7 -10 9 ohm for transistorer med en p-n-forbindelse. Da indgangsstrømmene for felteffekttransistorer er ekstremt små, styres strømmen i udgangskredsløbet af indgangsspændingen. Derfor, forstærkende egenskaber af en felt-effekt transistor, såvel som elektronrør, er det tilrådeligt at karakterisere stejlheden af gennemløbskarakteristikken.
Hældningen af felteffekttransistorerne
Den maksimale værdi af hældningen af karakteristikken S max opnås, når U C. og =0. I dette tilfælde er den numeriske værdi af S max lig med ledningsevnen af FET-kanalen ved nul forspændinger på dens elektroder.
Stejlheden af karakteristika for felteffekttransistorer er 1-2 størrelsesordener mindre end bipolære transistorer, derfor er forstærkningen af kaskaden på en felteffekttransistor ved lave belastningsmodstande mindre end forstærkningen af en lignende kaskade på en bipolær transistor.
Udtrykket for karakteristikkens stejlhed ved arbejdspunktet for PT'en opnås ved hjælp af (1):
hvor U c.i - gate-source spænding, ved hvilken S beregnes;
Relation (3) giver os mulighed for at beregne den tredje ud fra to kendte parametre.
gennembrudsspænding. Nedbrydningsmekanismen for en felteffekttransistor kan forklares ved forekomsten af en lavineproces i gate-kanalforbindelsen. Den omvendte spænding af gate-kanal dioden varierer langs længden af gate, når en maksimal værdi ved afløbsenden af kanalen. Det er her, at nedbrydningen af felteffekttransistoren sker. Hvis afløbs- og kildeterminalerne ombyttes, vil gennembrudsspændingen ikke ændre sig meget. For eksempel, for KP102 transistoren, opstår sammenbrud, når den samlede spænding mellem porten og afløbet er 30 V. Denne spænding er minimal; faktisk er gennembrudsspændingen i gennemsnit omkring 55 V, og i nogle tilfælde når den 120 V.
Et sammenbrud fører ikke til fejl på FET'en med en kontrol-p-n-forbindelse, hvis den afsatte effekt ikke overstiger den tilladte. Efter et sammenbrud i normal driftstilstand genopretter disse transistorer deres ydeevne. Denne egenskab ved p-n-junction transistorer giver dem en velkendt fordel i forhold til MOS transistorer, hvor et sammenbrud utvetydigt fører til enhedsfejl.
Det skal dog bemærkes, at nedbrydning ikke altid er ufarlig for FET'er med en p-n-forbindelse. Graden af dens indflydelse på transistorens parametre bestemmes af værdien og varigheden af strømmen, der strømmer gennem porten. Så som et resultat af sammenbrud kan portens lækstrøm i normal tilstand stige.
Kanal dynamisk modstand r til er defineret af udtrykket
Denne modstand ved U s.i \u003d 0 og en vilkårlig bias U s.i kan udtrykkes i form af transistorparametre:
Ved en lav dræn-kildespænding nær origo opfører FET'en sig som en variabel ohmsk modstand, afhængigt af gatespændingen. Dette forbliver sandt, selvom drænspændingens polaritet er vendt om (se figur 4); det er kun nødvendigt, at spændingen ved porten er større end ved afløbet.
Lad os nu lære om, hvad felteffekttransistorer er. Felteffekttransistorer er meget almindelige i både gamle kredsløb og moderne. Nu bruges enheder med en isoleret port i højere grad, og i dag vil vi tale om typerne af felteffekttransistorer og deres funktioner. I artiklen vil jeg foretage sammenligninger med bipolære transistorer, på separate steder.
Definition
En felteffekttransistor er en halvleder fuldt kontrollerbar switch styret af et elektrisk felt. Dette er den største forskel i praksis fra bipolære transistorer, som styres af strøm. Det elektriske felt skabes af den spænding, der påføres porten i forhold til kilden. Polariteten af styrespændingen afhænger af typen af transistorkanal. Der er en god analogi her med elektroniske vakuumrør.
Et andet navn for felteffekttransistorer er unipolære. "UNO" betyder en. I felteffekttransistorer, afhængigt af typen af kanal, udføres strømmen af kun én type bærere, huller eller elektroner. I bipolære transistorer blev strømmen dannet af to typer ladningsbærere - elektroner og huller, uanset typen af enheder. Felteffekttransistorer kan generelt opdeles i:
transistorer med en kontrol p-n-forbindelse;
isolerede gate transistorer.
Begge kan være n-kanal og p-kanal, en positiv styrespænding skal påføres porten til den første for at åbne nøglen, og for den anden - negativ i forhold til kilden.
Alle typer felteffekttransistorer har tre udgange (nogle gange 4, men sjældent mødte jeg kun på sovjetiske, og den var forbundet med kabinettet).
1. Kilde (kilde til ladningsbærere, analog af emitteren på en bipolær).
2. Afløb (modtager af ladningsbærere fra kilden, analog til samleren af en bipolær transistor).
3. Gate (kontrolelektrode, analog af nettet på lamper og baser på bipolære transistorer).
Transistor med kontrol pn junction
Transistoren består af følgende områder:
4. Lukker.
På billedet ser du en skematisk struktur af en sådan transistor, ledningerne er forbundet til de metalliserede sektioner af porten, kilden og afløbet. I et specifikt kredsløb (dette er en p-kanal enhed), er porten et n-lag, har mindre resistivitet end kanalregionen (p-lag), og pn-forbindelsesregionen er placeret mere i p-regionen for dette grund.
a - n-type felteffekttransistor, b - p-type felteffekttransistor
For at gøre det nemmere at huske, husk betegnelsen på dioden, hvor pilen peger fra p-området til n-området. Også her.
Den første tilstand er at påføre en ekstern spænding.
Hvis en spænding påføres en sådan transistor, plus til drænet og minus til kilden, vil en stor strøm strømme gennem den, den vil kun være begrænset af kanalmodstanden, eksterne modstande og strømkildens indre modstand. En analogi kan tegnes med en normalt lukket nøgle. Denne strøm kaldes Isnach eller den indledende drænstrøm ved Uzi=0.
En felteffekttransistor med en kontrol-p-n-junction, uden en styrespænding påført porten, er så åben som muligt.
Spændingen til afløbet og kilden påføres på denne måde:
De vigtigste ladningsbærere introduceres gennem kilden!
Dette betyder, at hvis transistoren er p-kanal, så er den positive terminal på strømkilden forbundet til kilden, fordi. hovedbærerne er huller (positive ladningsbærere) - dette er den såkaldte hulledningsevne. Hvis n-kanal transistoren er forbundet til kilden, den negative terminal af strømkilden, fordi i den er de vigtigste ladningsbærere elektroner (negative ladningsbærere).
Kilden er kilden til de vigtigste ladningsbærere.
Her er resultaterne af en simulering af en sådan situation. Til venstre er en p-kanal, og til højre er en n-kanal transistor.
Anden tilstand - påfør spænding til porten
Når en positiv spænding påføres porten i forhold til kilden (Uzi) for p-kanalen og negativ for n-kanalen, forskydes den i den modsatte retning, arealet af pn-krydset udvider sig mod kanalen . Som et resultat falder kanalbredden, strømmen falder. Portspændingen, ved hvilken der ikke løber strøm gennem kontakten, kaldes cutoff-spændingen.
Afskæringsspændingen er nået, og nøglen er helt lukket. Billedet med simuleringsresultaterne viser en sådan tilstand for p-kanal (venstre) og n-kanal (højre) dongle. Forresten, på engelsk hedder sådan en transistor JFET.
Transistorens driftstilstand, når spændingen Uzi er enten nul eller omvendt. På grund af den omvendte spænding kan du "dække transistoren", den bruges i klasse A forstærkere og andre kredsløb, hvor der er behov for jævn regulering.
Cutoff-tilstanden opstår, når Uzi = Ucutoff for hver transistor er forskellig, men under alle omstændigheder anvendes den i den modsatte retning.
Karakteristika, VAC
Udgangskarakteristikken er en graf, der viser afhængigheden af drænstrømmen af Usi (påført afløbs- og source-terminalerne), ved forskellige gate-spændinger.
Det kan opdeles i tre områder. Først (på venstre side af grafen) ser vi det ohmske område - i dette mellemrum opfører transistoren sig som en modstand, strømmen stiger næsten lineært, når et vist niveau, går ind i mætningsområdet (i midten af grafen).
På højre side af grafen ser vi at strømmen begynder at vokse igen, dette er nedbrydningsområdet, transistoren skal ikke være her. Den øverste gren vist på figuren er strømmen ved nul Uzi, vi ser at strømmen er størst her.
Jo højere Uzi-spænding, jo lavere er drænstrømmen. Hver af grenene adskiller sig med 0,5 volt ved porten. Hvad vi har bekræftet ved simulering.
Dræn-port-karakteristikken er vist her, dvs. drænstrømmens afhængighed af gate-spændingen ved samme drain-source spænding (i dette eksempel 10V), her er grid-pitch også 0,5V, vi ser igen, at jo tættere spændingen Uzi er på 0, jo større er drainet nuværende.
I bipolære transistorer var der en sådan parameter som den nuværende overførselskoefficient eller forstærkning, den blev betegnet som B eller H21e eller Hfe. I feltet, for at vise evnen til at forstærke spændingen, bruges stejlheden, angivet med bogstavet S
Det vil sige, hældningen viser, hvor mange milliampere (eller Ampere) drænstrømmen vokser med en stigning i gate-source spændingen med antallet af volt med en konstant drain-source spænding. Det kan beregnes ud fra drain-gate-karakteristikken, i ovenstående eksempel er hældningen omkring 8 mA/V.
Skifte ordninger
Ligesom bipolære transistorer er der tre typiske koblingskredsløb:
1. Med en fælles kilde (a). Det bruges oftest, giver gevinst i strøm og effekt.
2. Med en fælles lukker (b). Sjældent brugt, lav indgangsimpedans, ingen forstærkning.
3. Med fælles afløb (c). Spændingsforstærkningen er tæt på 1, indgangsimpedansen er høj, og udgangen er lav. Et andet navn er en kildefølger.
Egenskaber, fordele, ulemper
- bruger praktisk talt ikke styrestrøm, det reducerer tab af kontrol, signalforvrængning, signalkilde strøm overbelastning...
Den største fordel ved felteffekttransistoren høj indgangsimpedans. Indgangsmodstand er forholdet mellem strøm og gate-source spænding. Driftsprincippet ligger i styringen ved hjælp af et elektrisk felt, og det dannes, når en spænding påføres. Det er FET'er er spændingsstyret.
Gennemsnitlig frekvens FET ydeevne er bedre end bipolar Dette skyldes det faktum, at der kræves mindre tid til "resorption" af ladningsbærere i områderne af den bipolære transistor. Nogle moderne bipolære transistorer kan endda være overlegne i forhold til felteffekttransistorer, dette skyldes brugen af mere avancerede teknologier, en reduktion i basisbredden og andre ting.
Det lave støjniveau for felteffekttransistorer skyldes fraværet af en ladningsinjektionsproces, som i bipolære.
Stabilitet under temperaturændringer.
Lavt strømforbrug i ledende tilstand - større effektivitet af dine enheder.
Det enkleste eksempel på brug af høj inputimpedans er i matchende enheder til at forbinde akustiske akustiske guitarer med piezo pickupper og elektriske guitarer med elektromagnetiske pickupper til line input med lav input impedans.
En lav indgangsimpedans kan få inputsignalet til at falde, hvilket forvrænger dets form i varierende grad afhængigt af frekvensen af signalet. Det betyder, at du skal undgå dette ved at indføre en kaskade med høj indgangsimpedans. Her er det enkleste diagram af en sådan enhed. Velegnet til at forbinde elektriske guitarer til line-in-indgangen på et computerlydkort. Med det bliver lyden lysere og klangen rigere.
Den største ulempe er, at sådanne transistorer er bange for statisk elektricitet. Du kan tage et element med elektrificerede hænder, og det vil straks fejle, dette er konsekvensen af at styre nøglen ved hjælp af feltet. Det anbefales at arbejde med dem i dielektriske handsker forbundet gennem et specielt armbånd til jord, med et lavspændingsloddekolbe med en isoleret spids, og transistorledningerne kan bindes med ledning for at kortslutte dem under installationen.
Moderne enheder er praktisk talt ikke bange for dette, da beskyttelsesanordninger såsom zener-dioder kan indbygges i dem ved indgangen, som fungerer, når spændingen overskrides.
Nogle gange for begyndere radioamatører, når frygten det absurde, såsom at sætte foliehætter på dit hoved. Alt beskrevet ovenfor, selv om det er obligatorisk, men ikke at overholde nogen betingelser, garanterer ikke fejl på enheden.
Isolerede gate felteffekttransistorer
Denne type transistorer bruges aktivt som halvlederkontrollerede switche. Desuden fungerer de oftest i nøgletilstanden (to positioner "on" og "off"). De har flere navne:
1. MIS-transistor (metal-dielektrisk-halvleder).
2. MOSFET (metaloxid-halvleder).
3. MOSFET-transistor (metaloxid-halvleder).
Husk - det er bare variationer af samme navn. Dielektrikumet, eller oxidet, som det også kaldes, spiller rollen som en isolator til porten. I diagrammet nedenfor er isolatoren vist mellem n-området nær porten og porten som en hvid zone med prikker. Den er lavet af siliciumdioxid.
Dielektrikumet forhindrer elektrisk kontakt mellem gate-elektroden og substratet. I modsætning til et kontrol-p-n-kryds, fungerer det ikke efter princippet om krydsudvidelse og kanaloverlapning, men efter princippet om at ændre koncentrationen af ladningsbærere i en halvleder under påvirkning af et eksternt elektrisk felt. MOSFET'er findes i to typer:
1. Med indbygget kanal.
2. Med induceret kanal
I diagrammet ser du en transistor med en indbygget kanal. Fra det kan du allerede gætte, at princippet om dets drift ligner en felteffekttransistor med en kontrol-p-n-kryds, dvs. når gate-spændingen er nul, strømmer der strøm gennem kontakten.
To regioner med et højt indhold af urenhedsladningsbærere (n+) med øget ledningsevne skabes nær kilden og afløbet. Et substrat er en P-type base (i dette tilfælde).
Bemærk venligst, at krystallen (substratet) er forbundet med kilden; på mange konventionelle grafiske symboler er det tegnet på denne måde. Når portspændingen stiger, opstår der et tværgående elektrisk felt i kanalen, det frastøder ladningsbærere (elektroner), og kanalen lukker, når tærsklen Uz nås.
Når en negativ gate-source spænding påføres, falder drænstrømmen, transistoren begynder at lukke - dette kaldes udtømningstilstand.
Når en positiv spænding påføres gate-kilden, sker den omvendte proces - elektronerne tiltrækkes, strømmen stiger. Dette er berigelsestilstanden.
Alt ovenstående gælder for MOSFET'er med en indbygget N-type kanal. Hvis en kanal af p-type ændrer alle ordene "elektroner" til "huller", vendes spændingspolariteterne.
Ifølge databladet for denne transistor er gate-source tærskelspændingen i området af en volt, og dens typiske værdi er 1,2 V, lad os tjekke dette.
Strømmen er i mikroampere. Øger du spændingen lidt mere, forsvinder den helt.
Jeg valgte en transistor tilfældigt, og jeg stødte på en ret følsom enhed. Jeg vil prøve at ændre polariteten af spændingen, så porten har et positivt potentiale, tjek berigelsestilstanden.
Ved en portspænding på 1V steg strømmen fire gange i forhold til, hvad den var ved 0V (det første billede i dette afsnit). Det følger heraf, at i modsætning til den tidligere type transistorer og bipolære transistorer, uden yderligere omsnøring, kan den arbejde både for at øge strømmen og for at mindske den. Denne udtalelse er meget uhøflig, men i den første tilnærmelse har den ret til at eksistere.
Alt her er næsten det samme som i en transistor med en kontrolovergang, med undtagelse af tilstedeværelsen af en berigelsestilstand i outputkarakteristikken.
På drain-gate-karakteristikken ses det tydeligt, at en negativ spænding forårsager en udtømningstilstand og lukning af nøglen, og en positiv spænding ved porten - berigelse og en større åbning af nøglen.
MOSFET'er med en induceret kanal leder ikke strøm i fravær af spænding på porten, eller rettere, der er strøm, men det er ekstremt lille, fordi. dette er den omvendte strøm mellem substratet og de stærkt doterede dræn- og kildeområder.
Felteffekttransistor med en isoleret gate og en induceret kanal er en analog af en normalt åben nøgle, der løber ingen strøm.
I nærvær af en gate-source spænding, fordi vi betragter den n-type inducerede kanal, så er spændingen positiv, under påvirkning af feltet tiltrækkes negative ladningsbærere til portområdet.
Sådan opstår en "korridor" for elektroner fra kilden til drænet, således opstår der en kanal, transistoren åbner, og strømmen begynder at strømme gennem den. Vi har et p-type substrat, de vigtigste i det er positive ladningsbærere (huller), der er meget få negative bærere, men under påvirkning af feltet bryder de væk fra deres atomer, og deres bevægelse begynder. Derfor manglen på ledning i fravær af spænding.
Udgangskarakteristikken gentager nøjagtigt det samme for de foregående, den eneste forskel er, at spændingerne Uzi bliver positive.
Drain-gate-karakteristikken viser det samme, forskellene er igen i gate-spændingerne.
Når man overvejer strømspændingsegenskaberne, er det ekstremt vigtigt at omhyggeligt se på de værdier, der er foreskrevet langs akserne.
Der blev lagt en spænding på 12 V til nøglen, og vi har 0 på porten. Strøm løber ikke gennem transistoren.
Det betyder at transistoren er helt åben, hvis den ikke var der ville strømmen i dette kredsløb være 12/10 = 1,2 A. Senere undersøgte jeg hvordan denne transistor virker, og fandt ud af at ved 4 volt begynder den at åbne.
Ved at tilføje 0,1V hver lagde jeg mærke til, at for hver tiendedel af en volt vokser strømmen mere og mere, og med 4,6 volt er transistoren næsten helt åben, forskellen med gatespændingen på 20V i drænstrømmen er kun 41 mA , på 1,1 A er det noget vrøvl.
Dette eksperiment afspejler det faktum, at den inducerede kanaltransistor kun tænder, når tærskelspændingen er nået, hvilket gør det muligt for den at fungere perfekt som en switch i skiftende kredsløb. Faktisk er IRF740 en af de mest almindelige.
Gatestrømmålingerne viste, at felteffekttransistorerne faktisk næsten ikke forbruger nogen kontrolstrøm. Ved en spænding på 4,6 volt var strømmen kun 888 nA (nano!!!).
Ved en spænding på 20V var den 3,55 μA (mikro). For en bipolær transistor vil den være i størrelsesordenen 10 mA, afhængig af forstærkningen, som er titusindvis af gange større end for en felttransistor.
Ikke alle nøgler åbner med sådanne spændinger, dette skyldes designet og funktionerne i kredsløbet på de enheder, hvor de bruges.
En afladet kapacitans i det første øjeblik kræver en stor ladestrøm, og sjældne styreenheder (pwm-controllere og mikrocontrollere) har stærke udgange, så de bruger drivere til feltporte, både i felteffekttransistorer og i (bipolære med en isoleret gate) ). Dette er en forstærker, der konverterer indgangssignalet til et output af en sådan størrelse og strømstyrke, der er tilstrækkelig til at tænde og slukke for transistoren. Ladestrømmen er også begrænset af en modstand i serie med porten.
Samtidig kan nogle porte også styres fra mikrocontrollerporten gennem en modstand (samme IRF740). Vi har berørt dette emne.
De ligner felteffekttransistorer med en kontrolport, men adskiller sig ved, at på UGO, som i selve transistoren, er porten adskilt fra substratet, og pilen i midten angiver typen af kanal, men er rettet fra substrat til kanalen, hvis det er en n-kanal mosfet - mod lukkeren og omvendt.
For nøgler med en induceret kanal:
Det kan se sådan ud:
Vær opmærksom på de engelske navne på stifterne, de er ofte angivet i datablade og diagrammer.
For nøgler med indbygget kanal:
