En klynge af felt-effekt transistor
En felt-effekt transistor eller FET er en transistor, hvor udgangsstrømmen styres af et elektrisk felt. FET kaldes undertiden unipolar transistor, da det involverer operation af en enkelt bærer. De grundlæggende typer af FET-transistorer er helt forskellige fra BJT transistor basics . FET er tre-terminal halvlederanordninger med kilde-, afløbs- og portterminaler.
Opladningsbærerne er elektroner eller huller, der strømmer fra kilden for at dræne gennem en aktiv kanal. Denne strøm af elektroner fra kilde til afløb styres af den spænding, der påføres over porten og kildeterminalerne.
Typer af FET-transistor
FET'er er af to typer - JFET'er eller MOSFET'er.
Kryds FET
Et kryds FET
Junction FET-transistoren er en type felt-effekt-transistor, der kan bruges som en elektrisk styret switch. Det elektrisk energi strømmer gennem en aktiv kanal mellem kilder for at dræne terminaler. Ved at anvende en omvendt forspænding til portterminalen , kanalen er anstrengt, så den elektriske strøm er slukket helt.
Kryds FET-transistoren fås i to polariteter, som er
N- kanal JFET
N-kanal JFET
N-kanal JFET består af en n-type bjælke, på hvilke sider to p-type lag er doteret. Elektronekanalen udgør enhedens N-kanal. To ohmske kontakter oprettes i begge ender af N-kanalindretningen, som er forbundet sammen for at danne portterminalen.
Kilde- og afløbsterminalerne er taget fra de to andre sider af stangen. Den potentielle forskel mellem kilde- og afløbsterminaler betegnes som Vdd, og den potentielle forskel mellem kilde- og portterminal betegnes som Vgs. Ladestrømmen skyldes strømmen af elektroner fra kilde til afløb.
Når der tilføres en positiv spænding på tværs af afløbs- og kildeterminaler, strømmer elektroner fra kilden 'S' for at dræne 'D' -terminalen, mens konventionel drænstrøm Id strømmer gennem afløbet til kilden. Når strømmen strømmer gennem enheden, er den i en tilstand.
Når en negativ polaritetsspænding påføres portterminalen, oprettes en udtømningsregion i kanalen. Kanalbredden reduceres, hvilket øger kanalmodstanden mellem kilden og afløbet. Da gate-kilde-krydset er omvendt forspændt, og der ikke strømmer strøm i enheden, er det i slukket tilstand.
Så dybest set, hvis spændingen, der påføres ved portterminalen, øges, strømmer mindre mængde strøm fra kilden til afløb.
N-kanalen JFET har en større ledningsevne end P-kanalen JFET. Så N-kanal JFET er en mere effektiv leder sammenlignet med P-kanal JFET.
P-Channel JFET
P-kanal JFET består af en P-type bjælke, på hvilken to n-type lag er doteret. Portterminalen er dannet ved at forbinde de ohmske kontakter på begge sider. Som i en N-kanal JFET tages kilde- og afløbsterminalerne fra de to andre sider af stangen. En kilde af P-type, der består af huller som ladebærere, dannes mellem kilde og afløbsterminal.
P-kanal JFET-bjælke
En negativ spænding på afløbs- og kildeterminalerne sikrer strømmen fra kilde til afløbsterminalen, og enheden fungerer i ohmsk område. En positiv spænding, der påføres portterminalen, reducerer kanalbredden og øger dermed kanalmodstanden. Mere positiv er portens spænding mindre strømmen strømmer gennem enheden.
Karakteristika for p-kanal Junction FET Transistor
Nedenfor er den karakteristiske kurve for p-kanalen Junction Field Effect transistor og forskellige driftsformer for transistoren.
Karakteristik ved F-kanal FET-transistor
Afskæringsregion : Når spændingen til portterminalen er tilstrækkelig positiv til kanalen bredde skal være mindst mulig , ingen strøm flyder. Dette får enheden til at være i et afskåret område.
Ohmisk region : Strømmen, der strømmer gennem enheden, er lineær proportional med den påførte spænding, indtil en nedbrydningsspænding er nået. I denne region viser transistoren en vis modstand mod strømmen.
Mætningsregion : Når afløbsspændingen når en værdi, således at strømmen, der strømmer gennem enheden, er konstant med afløbsspændingen og kun varierer med portens kildespænding, siges enheden at være i mætningsområdet.
Opdel region : Når afløbskildespændingen når en værdi, der får nedbrydningsområdet til at bryde ned, hvilket forårsager en pludselig stigning i afløbsstrømmen, siges enheden at være i nedbrydningsområdet. Denne nedbrydningsregion nås tidligere for en lavere værdi af afløbsspænding, når gate-kildespænding er mere positiv.
MOSFET Transistor
MOSFET transistor
MOSFET-transistor, som navnet antyder, er en p-type (n-type) halvlederstang (med to stærkt dopede n-type regioner diffunderet ind i den) med et metaloxidlag aflejret på overfladen og huller taget ud af laget for at danne kilde og afløbsterminaler. Et metallag aflejres på oxidlaget for at danne portterminalen. En af de grundlæggende anvendelser af felt-effekt transistorer er at bruge a MOSFET som switch.
Denne type FET-transistor har tre terminaler, som er kilde, afløb og port. Spændingen på portterminalen styrer strømmen fra kilde til afløb. Tilstedeværelsen af et isolerende lag af metaloxid resulterer i, at enheden har høj inputimpedans.
Typer af MOSFET-transistor baseret på driftsformer
En MOSFET-transistor er den mest anvendte type felt-effekt-transistor. MOSFET-operation opnås i to tilstande, baseret på hvilke MOSFET-transistorer er klassificeret. MOSFET-operation i forstærkningstilstand består af en gradvis dannelse af en kanal, mens den i udtømningstilstand MOSFET består af en allerede diffust kanal. En avanceret anvendelse af MOSFET er CMOS .
Forbedring MOSFET Transistor
Når der tilføres en negativ spænding til portterminalen i MOSFET, akkumuleres de positive ladningsbærende bærere eller huller mere nær oxidlaget. En kanal dannes fra kilden til afløbsterminalen.
Forbedring MOSFET Transistor
Når spændingen gøres mere negativ, øges kanalbredden, og strømmen strømmer fra kilde til afløbsterminal. Således som strømmen af strøm 'forbedres' med den anvendte gate-spænding, kaldes denne enhed Enhancement type MOSFET.
Depletion Mode MOSFET Transistor
En udtømningstilstand MOSFET består af en kanal diffunderet mellem afløbet til kildeterminalen. I mangel af portspænding strømmer strøm fra kilde til afløb på grund af kanalen.
Udtømningstilstand MOSFET transistor
Når denne gate spænding er negativ, akkumuleres positive ladninger i kanalen.
Dette forårsager en udtømningsregion eller region med immobile ladninger i kanalen og hindrer strømmen af strøm. Da strømmen af strøm påvirkes af dannelsen af udtømningsområdet, kaldes denne enhed således udtømningstilstand MOSFET.
Applikationer, der involverer MOSFET som switch
Styring af BLDC-motorens hastighed
MOSFET kan bruges som en switch til at betjene en DC-motor. Her bruges en transistor til at udløse MOSFET. PWM-signaler fra en mikrokontroller bruges til at tænde eller slukke for transistoren.
Styring af BLDC-motorens hastighed
Et logisk lavt signal fra mikrocontrollerstiften resulterer i, at OPTO-koblingen fungerer, hvilket genererer et højt logisk signal ved dens udgang. PNP-transistoren er afskåret, og derfor udløses MOSFET og tændes. Afløbs- og kildeterminalerne er kortsluttet, og strømmen strømmer til motorviklingerne, så den begynder at rotere. PWM-signaler sikrer hastighedskontrol af motoren .
Kørsel af en række lysdioder:
Kører en række lysdioder
MOSFET-drift som switch involverer anvendelse af styring af intensiteten af en række LED'er. Her bruges en transistor, der drives af signaler fra eksterne kilder som mikrokontroller, til at drive MOSFET. Når transistoren er slukket, får MOSFET forsyningen og tændes, hvilket giver korrekt forspænding til LED-arrayet.
Skiftelampe ved hjælp af MOSFET:
Skifte lampe ved hjælp af MOSFET
MOSFET kan bruges som en switch til at styre skift af lamper. Også her udløses MOSFET ved hjælp af en transistoromskifter. PWM-signaler fra en ekstern kilde som en mikrocontroller bruges til at kontrollere transistorens ledning, og derfor tænder eller slukker MOSFET og kontrollerer således lampens tænding.
Vi håber, at vi har haft succes med at give læserne den bedste viden om emnet felt-effekt transistorer. Vi vil gerne have, at læserne besvarer et simpelt spørgsmål - Hvordan adskiller FET'er sig fra BJT'er, og hvorfor de bruges mere relativt.
Venligst dine svar sammen med din feedback i kommentarfeltet nedenfor.
Fotokreditter
En klynge af felt-effekt transistor af alibaba
N kanal JFET af solarbotika
P kanal JFET bar ved wikimedia
P-kanal JFET-karakteristika kurver efter læring om elektronik
MOSFET transistor af imimg
Forbedring MOSFET transistor med kredsløb i dag
