Transistori ad effetto di campo: descrizione, modalità operative

I transistor ad effetto di campo sono elementi attivi a semiconduttore in cui la corrente di uscita viene controllata modificando il campo elettrico. In ordinario, transistor bipolari il controllo avviene tramite la corrente di ingresso. I transistor ad effetto di campo sono anche chiamati unipolari, perché nel processo di passaggio corrente elettrica È coinvolto solo un tipo di media. Esistono due tipi di transistor ad effetto di campo: con gate isolato (a loro volta, sono divisi in dispositivi con built-in e con canale di induzione) e con una transizione controllata.

Descrizione e parametri

I transistor ad effetto di campo sono costituiti da una sorgente (fonte di portatori di corrente), una porta (elettrodo di controllo), un drenaggio (un elettrodo nel quale scorre il trasportatore). Un gate è un pin di un dispositivo a semiconduttore di campo a cui è collegata una tensione di controllo. Una sorgente è un elettrodo progettato per essere trasmesso a un transistor da un dispositivo di alimentazione per portatori di carica. Lo scarico è l'uscita del dispositivo attraverso il quale la carica lascia il transistor. Un canale a transistor ad effetto di campo è una regione di un dispositivo a semiconduttore in cui si muovono i portatori di carica. Tali canali sono dotati di conduzione di elettroni e fori. I transistor ad effetto di campo hanno i seguenti parametri di base:

- resistenza di ingresso è il rapporto tra l'incremento della differenza potenziale "gate-source" e l'incremento della corrente nel gate;

- tensione di interruzione;

- resistenza interna (uscita) dell'elemento - il rapporto tra l'incremento della differenza di potenziale "drain-source" e l'incremento della corrente nella sorgente ad un dato valore della tensione "gate-source";

- la pendenza della caratteristica di drenaggio - il rapporto tra l'incremento della corrente nel drain e l'incremento della "source-source" della differenza di potenziale a un valore costante della tensione "drain-source".

Modalità operativa chiave del transistor

La chiave è di considerare tale modalità di funzionamento di un dispositivo a semiconduttore, in cui il transistor è completamente aperto o completamente chiuso, non vi sono stati intermedi. La potenza rilasciata nell'elemento (modalità statica) è uguale al prodotto della corrente che fluisce attraverso gli elettrodi di drain-source e alla differenza di potenziale tra questi contatti. Nella modalità di piena apertura (saturazione) del transistor ad effetto di campo, il valore di resistenza tra gli elettrodi di drain-source si avvicina a zero. Il valore della perdita di potenza in questo stato è il prodotto di zero per la grandezza della corrente e, di conseguenza, anche la potenza è zero. Nella modalità di chiusura completa del dispositivo (modalità di interruzione), la resistenza tra i contatti della fonte di scarico tende all'infinito. Il valore della perdita di potenza in questo stato è il prodotto del valore di tensione per zero, di conseguenza, la potenza è nuovamente zero. Questo è teoricamente, ma in pratica, quando il transistor ad effetto di campo a semiconduttore è nello stato completamente aperto, c'è un leggero valore della resistenza di drain-source nel dispositivo. Nello stato chiuso, correnti insignificanti passano attraverso gli elettrodi "drain-source". Di conseguenza, il valore di perdita di energia non è zero, ma è trascurabile. Nella modalità dinamica (transitoria), il punto operativo del transistor interseca la regione lineare, il cui valore corrente è metà del valore massimo della corrente di drain; il valore del potenziale potenziale di drenaggio raggiunge anche la metà della tensione massima. Si scopre che nella modalità transitoria, il transistor genera una significativa perdita di potenza. Ma la durata di questo processo è molto inferiore alla durata della modalità statica. Di conseguenza, l'efficienza della cascata di un transistor ad effetto di campo nella modalità chiave è molto alta - 93/98 percento. Gli strumenti che operano in modalità chiave sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di conversione di potenza, nelle fonti di impulsi, negli stadi di uscita dei trasmettitori.

Controllo FET

La diagnostica dei dispositivi di campo è piuttosto elementare, è necessario un multimetro standard. Per controllare il transistor ad effetto di campo di tipo N-channel è impostato dispositivo di misurazione nella modalità di composizione. La sonda nera tocca il substrato del transistor (drain) e il rosso - la source. Il dispositivo mostrerà una caduta di tensione (circa 500 mV), il che significa che il transistor è chiuso. Dopodiché, tocchiamo l'astina rossa e torniamo alla sorgente, ora il multimetro mostrerà 0 mV, il che significa che il transistor è aperto. Ora, se la sonda nera tocca il cancello e ritorna allo scarico, il transistor si richiuderà nuovamente. La verifica è completa, l'articolo è in buone condizioni. Per controllare il dispositivo di campo a canale P, invertire la polarità di tensione.