itciskra.ru
Напряжение включения полевых транзисторов – это минимальное напряжение, которое необходимо приложить к его выводам для того, чтобы ток между ними начал течь. Зависимость этого напряжения от других параметров транзистора может быть описана математической функцией.
Ключевым фактором, определяющим напряжение включения, является строение неравновесной структуры p-n-перехода полевого транзистора. Когда на переходе практически не приложено напряжение, электрическое поле, создаваемое зарядами внутри перехода, препятствует диффузии других зарядов. Поэтому ток через этот переход незначителен. Однако, при достижении напряжения включения, это поле становится недостаточным для блокирования диффузии токов и ток через переход начинает заметно возрастать.
Напряжение включения полевых транзисторов зависит от многих факторов, включая тип и процесс изготовления транзистора, его геометрические размеры и физические свойства материалов его структуры. Это напряжение определяет область работы транзистора: при его превышении транзистор находится в открытом состоянии, а при значениях напряжения ниже включения – в закрытом.
Использование полевых транзисторов обеспечивает существенные преимущества в электронных устройствах, в том числе высокую надежность работы, малые габариты и низкое потребление энергии. Правильное определение и использование напряжения включения важно для достижения требуемой функциональности и надежности устройств, в которых применяются полевые транзисторы.
Основы работы полевых транзисторов
Основной принцип работы полевых транзисторов заключается в изменении проводимости полупроводникового канала между истоком и стоком с помощью напряжения на затворе. Полевые транзисторы классифицируются на разные типы в зависимости от типа заряда в канале – положительного или отрицательного.
Наиболее распространенными типами полевых транзисторов являются устройства с управляемым типом p-канала или n-канала. В устройствах с управляемым типом n-канала, когда на затвор подается положительное напряжение, в канале образуется заряды отрицательного типа, которые ограничивают ток между истоком и стоком. В устройствах с управляемым типом p-канала все происходит наоборот – положительное напряжение на затворе создает положительные заряды в канале.
Эти особенности работы полевых транзисторов делают их очень удобными и эффективными элементами в схемах усилителей и электронных устройствах общего назначения.
Принципы напряжения включения
Для того чтобы полевой транзистор начал проводить ток, необходимо подать на его входную величину – напряжение включения, превышающее определенное значение, называемое пороговым напряжением включения (Vth).
Полеовые транзисторы имеют два вида напряжения включения: напряжение на затворе (VGS) и напряжение на истоке (VDS).
| Название | Обозначение | Описание |
|---|---|---|
| Напряжение на затворе | VGS | Разность потенциалов между затвором и истоком |
| Напряжение на истоке | VDS | Разность потенциалов между истоком и стоком |
Включение полевых транзисторов может происходить в двух режимах: активном и ключевом.
В активном режиме значение напряжения на затворе должно быть больше порогового напряжения включения (VGS > Vth), а значение напряжения на истоке должно быть меньше напряжения на затворе (VDS < VGS). В этом режиме транзистор работает как усилитель сигнала, обеспечивая усиление и регулировку сигналов.
В ключевом режиме значение напряжения на затворе должно быть больше напряжения на истоке (VGS > VDS), а значение напряжения на истоке должно быть больше порогового напряжения включения (VDS > Vth). В этом режиме транзистор работает как ключ, регулируя и переключая сигналы.
Особенности работы полевых транзисторов
Основная особенность работы полевых транзисторов заключается в том, что они управляются с помощью электрического поля, а не тока. Это позволяет им работать на высоких частотах и иметь низкое потребление энергии.
Еще одной особенностью полевых транзисторов является то, что они имеют высокий коэффициент усиления. Это означает, что малые изменения напряжения на входе транзистора могут привести к большим изменениям тока на выходе. Это делает полевые транзисторы идеальным элементом для работы с низкими уровнями сигнала.
Также стоит отметить, что полевые транзисторы обладают высокой линейностью. Это означает, что они могут передавать сигнал без искажений и искажений, что особенно важно при работе с аналоговыми сигналами.
Еще одной особенностью работы полевых транзисторов является их стабильность. Они не зависят от внешних факторов, таких как температура и влажность, и способны работать в широком диапазоне условий.
И, наконец, полевые транзисторы обладают высокой скоростью коммутации. Они способны быстро переключаться между включенным и выключенным состояниями, что позволяет им работать на высоких частотах и использоваться в цифровых схемах.