Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Ключ на мощном полевом МОП-транзисторе

Чаще всего в качестве ключа используется мощный полевой МОП-транзистор. Его стоимость и потери насыщения в большинстве приложений сравнимы с аналогичными потерями биполярного транзистора, а переключение выполняется в 5-10 раз быстрее. Кроме того, МОП-транзисторы проще для использования в проекте.

Полевой МОП-транзистор представляет собой источник тока с управлением по напряжению. Для управления МОП-транзистором в состоянии насыщения между выводами затвора и истока должно быть приложено достаточно большое напряжение, чтобы пропускать ток силы выше максимального ожидаемого тока через сток. Отношение напряжения между затвором и истоком к току через сток называется межэлектродной проводимостью (transonductance) и обозначается g,„. Обычно мощные полевые МОП-транзисторы разбивают на две категории:

• стандартные — должны иметь значение Vgs, равное 8-10 В, чтобы гарантировать полный номинальный ток через сток;

• МОП-транзисторы логического уровня, в которых напряжение Fgs должно составлять лишь 4,0^,5 В.

У полевых МОП-транзисторов логического уровня обычно низкие номинальные значения напряжения между стоком и истоком (< 60 В).

Время переключения полевых МОП-транзисторов очень мало: обычно от 40 до 80 не. Для того чтобы организовать управление МОП-транзистором с такой скоростью, необходимо прежде рассмотреть неотъемлемую паразитную емкость, существующую во всех мощных МОП-транзисторах (рис. 3.35).

Эти емкости указываются в спецификации любого мощного МОП-транзистора и играют очень важную роль. Емкость перехода сток-исток Coss учитывается в нагрузках стока, но напрямую не входит в схему драйвера. Емкости CJSS и Crss оказывают прямое и вычислимое влияние на характеристики переключения полевого МОП-транзистора. На рис. 3.36 показаны волновые формы цикла переключения для затвора и стока типичного полевого МОП-транзистора с каналом п-типа.

Плато в сигнале напряжения управления затвором обусловлено ниспадающим участком сигнала между стоком и истоком, связанного с узлом затвора через конденсатор CrSS. На протяжении этого периода наблюдается большой импульс тока управления затвором. Данному плато соответствует уровень напряжения, который немного выше номинального порогового напряжения затвора и составляет VTH + lo/gm- Значение напряжения плато можно также определить с помощью графика передаточной функций, представленной в спецификации любого полевого МОП-транзистора (рис. 3.37). Для неточной оценки может быть использовано пороговое напряжение.

Рис. 3.38. Схемы управления полевым МОП-транзистором: а — пассивное включение; б — пассивного выключения; в— биполярный выходной двухтактный каскад; з — выходной двухтактный МОП-каскад; д — драйвер с изолирующим трансформатором

Tweet Нравится

  • Предыдущая запись: Борьба с шумом и электромагнитными помехами
  • Следующая запись: СОЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОГИТАРА С ОРГАННЫМИ ТЕМБРАМИ

Чем отличается ток от напряжения? (2)
Связь тока и напряжения (0)
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО РАДИОПРИЕМНИКА (0)
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА (0)
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТИЙ-НОННОГО ЭЛЕМЕНТА КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА (0)
ОГРАНИЧИТЕЛЬ ЗАРЯДНОГО TOKA АККУМУЛЯТОРА (0)
ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ПРОСТАЯ СХЕМА (0)

Интеллектуальные силовые ключи верхнего уровня с аналоговым диагностическим выходом

Семейства AUIR331x, AUIR332x, AUIPS71xx (таблица 4) являются более совершенными по сравнению с вышеописанными ключами. Они обладают самой продвинутой системой диагностики. Аналоговый выход позволяет определять не только аварийные ситуации, но и величину протекающего тока (рисунок 9). Это может быть полезно, если необходимо контролировать броски тока, когда коммутируется, к примеру, лампа освещения или емкостная нагрузка. В этом случае управляющая система сама определяет, необходимо ли защитное отключение.

Таблица 4. Интеллектуальные ключи верхнего уровня с аналоговым диагностическим выходом

Наименование Число каналов Rси вкл., мОм U вых. макс, B Защита по току Корпус Применение Особенности
Тип защиты I выкл., А
AUIR3313 1 7 40 Подстраиваемое защитное отключение 10…90 TO220-5 D2PAK-5 Автомобильные системы подогрева стекол, кресел Подстройка величины защитного тока
AUIR3314 1 12 40 Подстраиваемое защитное отключение 6…60 TO220-5 D2PAK-5 Защита от перегрева
AUIR3315 1 20 40 Подстраиваемое защитное отключение 3…30 TO220-5 D2PAK-5 Диагностический аналоговый выход
AUIR3316 1 7 40 Подстраиваемое защитное отключение 10…90 TO220-5 D2PAK-5 Свечи накаливания Защита от обратной полярности напряжения питания
AUIR3317 1 7 40 Защитное отключение 120 TO220-5 D2PAK-5 Защитная функция WAIT
AUIR3320 1 4 40 Подстраиваемое защитное отключение 10…55 D2PAK-5 Замена силовых реле Функция активного ограничения тока
AUIPS7125 1 30 65 Защитное отключение 60 DPAK-5 Диагностический аналоговый выход

Рис. 9. Диагностика состояния ключа

Ключи имеют рекордно низкие значения сопротивлений открытого ключа (всего 4 мОм у AUIR3320, 7,5 мОм у AUIPS7111). Управляющее напряжение измеряется относительно напряжения питания, что делает возможным использовать внешний транзистор, обеспечивающий дополнительную защиту управляющих схем (рисунок 10).

Степень защиты данных ключей максимально высока. Ключи имеют защиту от перегрузки по току, от перегрева, неправильной полярности питающего напряжения. Реализована функция активного ограничения тока.

Защита от обратной полярности батареи требует наличия обратного диода на входе. Если используется полевой транзистор, то будет достаточно встроенного диода. Если используется биполярный транзистор — нужен внешний диод (рисунок 10).

Рис. 10. Схема включения IPS верхнего уровня с аналоговым диагностическим выходом

Ключи AUIR331x (кроме AUIR3317) и AUIR3320 имеют программируемое значение тока защитного отключения. Величина этого тока определяется резистором обратной связи Rос (рисунок 11). Кроме того, для дополнительной гарантированной защиты от перегрева реализована защитная функция WAIT (рисунок 4б). Минусом реализации функции WAIT является ограничение использования данных ключей в ШИМ-режиме.

Рис. 11. Установка тока защитного отключения

Ключи AUIR71xx ограниченно могут применяться для ШИМ-приложений, так как не имеют функции WAIT и имеют малое собственное сопротивление. Однако стоит остерегаться использования слишком высоких значений частот, чтобы не перегреть кристалл (рисунок 4а).

IPS данного семейства, обладая низким значением сопротивления, идеально подходят для реализации внутреннего и внешнего автомобильного освещения, систем подогрева зеркал и сидений, питания активной подвески, питания электромагнитных клапанов системы впрыска топлива. Эти ключи представляют идеальную замену для реле в цепях с большими протекающими токами.

Виды транзисторов

Каждая из ветвей отличается на 0.

Изображение схем подключения полевых триодов Практически каждая схема способна работать при очень низких входных напряжениях. Схема включения MOSFET Традиционная, классическая схема включения «мосфет», работающего в режиме ключа открыт-закрыт , приведена на рис 3.

Испытания показали, что транзисторный ключ прекрасно работает, подавая напряжение на нагрузку. Транзисторы управляются напряжением, и в статике не потребляют ток управления.

Если к такому транзистору приложить напряжение, к стоку плюс, а к истоку минус, через него потечет ток большой величины, он будет ограничен только сопротивлением канала, внешними сопротивлениями и внутренним сопротивлением источника питания. Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Среди них можно выделить: биполярные транзисторы с внедрёнными и их схему резисторами; комбинации из двух триодов одинаковых или разных структур в одном корпусе; лямбда-диоды — сочетание двух полевых триодов, образующих участок с отрицательным сопротивлением; конструкции, в которых полевой триод с изолированным затвором управляет биполярным триодом применяются для управления электромоторами. Чтобы на резисторе Rи не выделялась переменная составляющая напряжения, его шунтируют конденсатором Си.

Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности. Разница потенциалов достигает величины от 0,3 до 0,6 В. Только вот стрелки на условном изображении полевых транзисторов имеют направление, прямо противоположное своим биполярным аналогам.

Популярные статьи  Дозиметр для измерения радиации

Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Стабильность при изменении температуры. При некотором напряжении Uси происходит сужение канала, при котором границы обоих р-n- переходов сужаются и сопротивление канала становится высоким. Это возможно благодаря тому, что не используется инжекция неосновных носителей заряда.

Принцип работы триода При обесточивании базы транзистор очень быстро приходит в первоначальное состояние и коллекторный переход закрывается. Поэтому использование такого подхода на практике сильного ограничено в усилительной технике.

Также сюда подключается и усилитель колебаний. Функцию затвора исполняет металлический вывод, который отделяется от кристалла слоем диэлектрика и, таким образом, электрически с ним не контактирует. Защита от переполюсовки на основе полевого транзистора

Вольт-амперные характеристики

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Статические стоковые характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом (рис.1 )
представляет собой график зависимости тока стока (Ic ) от напряжения между стоком истоком (Ucи) при различных напряжениях на затворе (Uзи).
При Uзи = 0 и малых значениях Uси ток стока увеличивается до тока насыщения
Iс нас. в точке В . Дальше при увеличении Uси токIc остается почти неизменным и только при достижении напряжения определенного значения Ucи

возникает лавинообразный электрический пробой стокового участка p-n перехода и Ic резко возрастает в

точке Д .

При подаче некоторого отрицательного напряжения на затвор (Uзи) p-n переход начинает расширяться и

перекрывать токопроводящий канал, который сужается до меньшего сечения, что приводит к увеличению сопротивления между истоком и стоком.

Это вызывает снижение значений тока насыщения Ic нас. и Uси нас.
В этом случае напряжение пробоя уже не будет равно Uси, как при Uзи = 0, а к нему на

стоковом участке p-n перехода прибавляется обратное напряжение управления Uзи: Uси проб. = Uси + | Uзи |, т.е.

общее напряжение пробоя остается постоянным при разных напряжениях стокового и смещения. Такие же характеристики с пробоем будут

иметь и все остальные полевые транзисторы.Статическая стоко-затворная характеристика полевого транзистора с управляющим p-n переходом приведена на рис.2. Так-как полевые транзисторы обычно работают в режиме насыщения, поэтому стоко-затворную характеристику

рассматривают в этом режиме.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Параболическая линия этой характеристики проходит через точки насыщения (рис.1, пунктирная линия через точки А и В). Самый большой ток

Iс нач. будет при Uзи = 0, а минимальный остаточный ток Ic

ост., имеющий значение в несколько микроампер — при напряжении отсечки (Uзи отс).

Статические стоковые характеристики полевого МДП — транзистора с индуцированным каналом n-типа приведены на

рис.3.
При отсутствии напряжения на затворе или при напряжении | Uзи | ≤ | Uзи.пор | полевой транзистор находится в закрытом

состоянии (Ic = Ic.ост) , т.к. между истоком и стоком будет сопротивление двух p-n переходов, включенных в

противоположном направлении.

К сведению: металлический затвор и область канала из кремния, разделенные изолирующим слоем двуокиси кремния (стеклом), образуют

конденсатор.
При увеличении положительного Uзи > Uзи.пор возле затвора образуется n-канал с электронной

проводимостью и ток стока возрастает.

Статическая стоково-затворная характеристика полевого транзистора с индуцированным каналом n-типа (рис.4 ) на

начальном участке аналогична полевому транзистору с p-n переходом. Разница только в том, что начальный участок при минимальном

(абсолютном) пороговом значении Uзи.пор соответствует наименьшему значению стокового тока — остаточному току

Ic.ост .

Статические стоковые характеристики полевого МДП — транзистора с встроенным каналом n-типа (рис.5) при подаче на затвор отрицательного напряжения аналогичны характеристикам полевого транзистора с р-n переходом. В

этом случае в канале индуцируют положительные заряды и сужают его, увеличивая его сопротивление. Это приводит к

уменьшению стокового тока Ic .
При подаче на затвор положительного напряжения электроны будут притягиваться из подложки в канал уменьшая его сопротивление, и прибор

станет работать как МДП — транзистор с индуцированным каналом.Статическая стоково-затворная характеристика полевого МДП — транзистора с встроенным каналом показана на рис.6 .
В области 1 он работает в режиме управляющего р-n перехода, а в области 2 —

в режиме с индуцированным каналом.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Cледующая >>

Сравнение IGBT с MOSFET

Структуры обоих транзисторов очень похожи друг на друга. Что касается протекания тока, важным отличием является добавление слоя подложки P-типа под слой подложки N-типа в структуре модуля IGBT. В этом дополнительном слое дырки вводятся в слой с высоким сопротивлением N-типа, создавая избыток носителей. Это увеличение проводимости в N-слое помогает уменьшить общее напряжение во включенном состоянии в IGBT-модуле. К сожалению, это также блокирует поток электроэнергии в обратном направлении. Поэтому в схему добавлен специальный диод, который расположен параллельно с IGBT чтобы проводить ток в противоположном направлении.

Строение полевого транзистора

Давайте еще раз рассмотрим структуру полевого транзистора.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Имеем “кирпич” полупроводникового материала P-проводимости. Как вы помните, основными носителями в полупроводнике P-типа являются дырки, поэтому, их концентрация намного больше, чем электронов. Но электроны также есть и в P-полупроводнике. Как вы помните, электроны в P-полупроводнике – это неосновные носители и их концентрация очень мала, по сравнению с дырками. “Кирпич” P-полупроводника носит название Подложки. От подложки выходит вывод с таким же названием: подложка.

Другие слои – это материал N+ типа, диэлектрик, металл. Почему N+, а не просто N? Дело в том, что этот материал сильно легирован, то есть концентрация электронов в этом полупроводнике очень большая. От  полупроводников N+ типа, которые располагаются по краям, отходят два вывода: Исток и Сток.

Между Истоком и Стоком через диэлектрик располагается металлическая пластинка, от который идет вывод. Называется этот вывод Затвором. Между Затвором и другими выводами нет никакой электрической связи. Затвор вообще изолирован от всех выводов транзистора, поэтому МОП-транзистор также называют транзистором с изолированным затвором.

Мы видим, что полевой транзистор на схеме имеет 4 вывода (Исток, Сток, Затвор и Подложка), а реальный транзистор имеет только 3 вывода.

В чем прикол? Дело все в том, что Подложку обычно соединяют с Истоком. Иногда это уже делается в самом транзисторе еще на этапе разработки. В результате того, что Исток соединен с Подложкой, у нас образуется диод между Стоком и Истоком, который иногда даже не указывается в схемах, но всегда присутствует:

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Поэтому, следует соблюдать цоколевку при подключении МОП-транзистора в схему.

Что представляет собой полевой транзистор

Полевые транзисторы — это трех или четырех контактные устройства, в которых ток, идущий на два контакта может регулироваться посредством напряжения электрополя  третьего контакта.  на двух контактах регулируется напряжением электрического поля на третьем. В результате этого подобные транзисторы называются полевыми.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Название расположенных на устройстве контактов и их функции:

  • Истоки – контакты с входящим электрическим током, которые находится на участке n;
  • Стоки – контакты с исходящим, обработанным током, которые находятся  на участке n;
  • Затворы – контакты, находящиеся на участке р, посредством изменения напряжения на котором, выполняется регулировка пропускной способности на устройстве.

Полевые транзисторы с  n-p переходами – особые виды, позволяющие управлять током. От простых они, как правило, отличаются тем, через них протекает ток, без пересечения участка р-n переходов, участка который образуется на границах этих двух зон. Размеры р-n участка являются регулируемыми.

Электрическое поле

Как вы знаете, поле бывает разным. Бывает такое:

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

А бывает и такое))

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Но речь пойдет совсем о других полях: невидимых… Мы их не видим, не слышим, но можем почувствовать. Например, гравитационное поле Земли тянет нас к центру Земли, хотим мы этого или нет. Некоторые виды полей без специальных приборов мы даже и не заметим. Это электрическое и магнитное поле. В данной статье мы с вами разберем электрическое поле.

Представьте себе, что мы взяли пару металлических пластинок. На одну из них мы подаем плюс питания, а на другую – минус.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

В результате, они заряжаются, и между этими двумя пластинами создается однородное электрическое поле, которое характеризуется таким параметром, как напряженность. По идее, чем больше мы подадим напряжения между пластинами, тем напряженнее стает поле между этими пластинами.  Физика, 7-8 класс ;-)

Но самое интересное, что это поле может влиять непосредственно на электроны. Если электрон пролетит между этими двумя пластинами, плюсовая пластина  начнет притягивать его к себе и траектория полета электрона будет уже искривлена. Чем больше напряженность поля, тем больше оно будет влиять на траекторию движения электрона. На этом принципе основана работа кинескопных телевизоров.

Какой вывод можно сделать из всего этого? Электрическое поле влияет на электроны и не только на электроны, но и на другие частицы, обладающие положительным, либо отрицательным зарядом. Это утверждение запомним. Оно нам еще пригодится.

Также вы со школы должны помнить еще одно утверждение: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются:

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Полевые SMD транзисторы

Маркировка Тип прибора Маркировка Тип прибора
6A MMBF4416 C92 SST4392
6B MMBF5484 C93 SST4393
6C MMBFU310 H16 SST4416
6D MMBF5457 I08 SST108
6E MMBF5460 I09 SST109
6F MMBF4860 I10 SST110
6G MMBF4393 M4 BSR56
6H MMBF5486 M5 BSR57
6J MMBF4391 M6 BSR58
6K MMBF4932 P01 SST201
6L MMBF5459 P02 SST202
6T MMBFJ310 P03 SST203
6W MMBFJ175 P04 SST204
6Y MMBFJ177 S14 SST5114
B08 SST6908 S15 SST5115
B09 SST6909 S16 SST5116
B10 SST6910 S70 SST270
C11 SST111 S71 SST271
C12 SST112 S74 SST174
C13 SST113 S75 SST175
C41 SST4091 S76 SST176
C42 SST4092 S77 SST177
C43 SST4093 TV MMBF112
C59 SST4859 Z08 SST308
C60 SST4860 Z09 SST309
C61 SST4861 Z10 SST310
C91 SST4391

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

А это пример n-p-n и p-n-n биполярных транзисторов (sot-23, sot-323) с типовым расположением выводов:

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Защита от помех AC

Момент выключения

Напряжение в сети является синусоидой, которая 100 раз в секунду пересекает значение 0. Если выключить нагрузку в тот момент, когда напряжение в сети равно нулю – это сильно уменьшит выброс. Для этих целей проще всего использовать твердотельные реле (SSR) с детектором нуля (Zero-Crossing Detector): такие реле сами отключают и включают нагрузку в нужный момент. Детектор нуля есть почти во всех моделях SSR, но лучше уточнить в документации. Для самодельных симисторных ключей, работающих в режиме вкл/выкл (без диммирования) рекомендуется ставить управляющую оптопару с детектором нуля: она тоже будет включать и выключать нагрузку в лучший для этого момент, то есть в ближайшем нуле.

Искрогасящие цепи AC

Также обратите внимание на то, что в некоторых твердотельных реле уже стоит снабберная цепь, об этом можно узнать из даташита на конкретную модель. На самодельный симисторный диммер такую цепь желательно не лениться и всё таки ставить, чтобы уменьшить помехи в сети

Транзистор полевой

При добавлении бора акцептор легированный кремний станет полупроводником с дырочной проводимостью p-Si , то есть в его структуре будут преобладать положительно заряженные ионы. Это главное отличие с точки зрения практики от биполярных транзисторов, которые управляются током.

На рисунке приведен полевой транзистор с каналом p-типа и затвором выполненным из областей n-типа. Опишем подробнее каждую модификацию.

Если изменить величину управляющего тока, то изменится интенсивность образования дырок на базе, что повлечёт за собой пропорциональное изменение амплитуды выходного напряжения, с сохранением частоты сигнала. Среди них можно выделить: биполярные транзисторы с внедрёнными и их схему резисторами; комбинации из двух триодов одинаковых или разных структур в одном корпусе; лямбда-диоды — сочетание двух полевых триодов, образующих участок с отрицательным сопротивлением; конструкции, в которых полевой триод с изолированным затвором управляет биполярным триодом применяются для управления электромоторами. С его ростом расширяются р-n- переходы, уменьшается площадь сечения токопроводящего канала, увеличивается его сопротивление, а, следовательно, уменьшается ток в канале.

Только вот стрелки на условном изображении полевых транзисторов имеют направление, прямо противоположное своим биполярным аналогам. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом Приведено на рис.

См. также: Подключить электричество к участку

Другие популярные статьи

Транзисторы бывают в разных корпусах, с разным количеством выводов, часто в одном корпусе объединяют два транзистора. Транзистор имеет три вывода: исток, сток, затвор. Vgs — управляющее напряжение, Vg-Vs.

Этот принцип используют для усиления сигналов. На конкретной схеме это p-канальный прибор затвор — это n-слой, имеет меньше удельное сопротивление, чем область канала p-слой , а область p-n-перехода в большей степени расположена в p-области по этой причине.

Похожие публикации

Типы полевых транзисторов и их схематическое обозначение. В результате возникают некомпенсированные заряды: в области n-типа — из отрицательных ионов, а в области p-типа из положительных. Схема с общим истоком Истоком называют электрод, через который в канал поступают носители основного заряда. С общим стоком в. МДП — транзисторы выполняют двух типов — со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

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. И даже наоборот, его наличие специально используется в некоторых схематических решениях. Полевые транзисторы очень распространены как в старой схемотехнике, так и в современной.
Схемы включения полевых транзисторов

Принципы работы полевых транзисторов в электронных схемах: упрощенная информация

Все сложные процессы электроники удобно представлять на примере обычного водопроводного крана с рукояткой, которая позволяет перекрывать воду или регулировать ее напор от очень тонкой струйки (течь) до максимально сильного проходящего потока.

Показал это примитивной картинкой, на которой:

  • входной патрубок с напором назван стоком;
  • место выхода воды (истечения) обозначен истоком;
  • рукоятка управления или вентиль со штоком — затвор.

Аналогичным образом работает рассматриваемая нами электрическая схема полевого транзистора. Только у нее между стоком и истоком приложено основное постоянное напряжение. Эту область называют каналом. Он выполнен из полупроводника определенной структуры:

  1. n-типа (преобладают электроны — носители отрицательных зарядов);
  2. p-типа — с излишком положительных дырок.

На чертежах эти выводы показываются одним из следующих образов.

На обозначении затвора нам надо обращать внимание на направление стрелки. У полупроводников n- канального типа она направлена на затвор, а с p- проводимостью — в противоположную сторону

Любой field-effect transistors является полупроводником, причем управляемым. Это значит, что он пропускает через себя нагрузку исключительно в одну сторону, а противоположное движение электрических зарядов всегда заблокировано.

Движение тока через полупроводниковые переходы всегда направлено от стока к истоку, как и воды в кране

Это важно запомнить.. Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор

Здесь действует известный всем закон Ома:

Функции закрытия или открытия этого крана (затвора), а также роль регулирования силы потока электрических зарядов возложены на затвор. Здесь действует известный всем закон Ома:

Сопротивление среды канала управляет нагрузкой, а на него действует приложенный извне потенциал.

Говоря другими словами: энергия электрического поля, приложенная к затвору, меняет сопротивление внутренних полупроводниковых переходов и влияет на величину тока в выходной силовой цепи.

Слово «поле» здесь знаковое. Оно определило целый ряд транзисторных изделий, работающих по этому принципу управления.

Потенциал электрического поля регулирует величину сопротивления через силовой полупроводниковый слой (канал), закрывая/открывая транзистор или изменяя ток через него.

Аналогичным образом управляются биполярные транзисторы (БТ), про которые у меня на блоге опубликована предыдущая статья.

Популярные статьи  Дозиметр для измерения радиации

Только у них силовая цепь образована меду коллектором и эмиттером, а схема управления работает от тока, образованного приложением напряжения между базой и эмиттером. У БТ своя система обозначения выводов, но те же два внутренних контура (силовая цепь и цепочка ее регулирования).

Заостряю внимание: при одном и том же напряжении между входом и выходом полевого транзистора (сток-исток) потенциал на затворе изменяет электрическое сопротивление встроенных полупроводниковых переходов.

Причем происходит это по одному из предусмотренных заранее сценариев. О них я последовательно рассказываю дальше.

Транзисторы в корпусе типа КТ-26

Рассмотрим, что означает маркировка транзисторов отечественного производства. Данный тип корпуса наиболее популярен среди производителей полупроводниковых приборов. Он имеет форму цилиндра с одной скошенной стороной, три вывода выходят из нижнего основания. В данном случае используют принцип смешанной маркировки, содержащий и кодовые символы, и цветовые. На верхнее основание наносят цветную точку, означающую группу транзистора, а на скошенную сторону — кодовый символ или цветную точку, соответствующие типу прибора. Кроме типа, могут наноситься год и месяц выпуска. Для обозначения группы используется следующая цветная маркировка транзисторов: группе А соответствует темно-красная точка, Б – желтая, В – темно-зеленая, Г – голубая, Д – синяя, Е – белая, Ж – темно-коричневая, И – серебристая, К – оранжевая, Л – светло-табачная, М – серая.

Тип обозначают посредством указанных ниже символов и красок.

  • КТ203 соответствует прямоугольный треугольник (катетами вниз и вправо) либо темно-красная точка.
  • КТ208 – маленький круг (для этого типа цветовой маркировки нет).
  • К209 – ромб (серая точка).
  • К313 – символ, напоминающий перевернутую букву Т (оранжевая точка).
  • КТ326 – перевернутый равносторонний треугольник (коричневая точка).
  • КТ339 – равносторонний треугольник (голубая точка).
  • КТ342 – четверть круга (синяя точка).
  • КТ502 – полкруга (желтая точка); КТ503 – круг (белая точка).
  • КТ3102 – прямоугольный треугольник катетами вверх и влево (темно-зеленая точка).
  • КТ3157 – прямоугольный треугольник катетами влево и вниз (цветового обозначения нет).
  • К366 – буква Т (цвета нет).
  • КТ6127 – перевернутая буква П.
  • КТ632 – символьного обозначения нет (серебристая точка).
  • КТ638 – без символа (оранжевая точка).
  • КТ680 – буква Г.
  • КТ681 – вертикальная палочка.
  • КТ698 – буква П.

Подключение транзисторов для управления мощными компонентами

Типичной задачей микроконтроллера является включение и выключение определённого компонента схемы. Сам микроконтроллер
обычно имеет скромные характеристики в отношении выдерживаемой мощности. Так Ардуино, при выдаваемых на контакт 5 В
выдерживает ток в 40 мА. Мощные моторы или сверхъяркие светодиоды могут потреблять сотни миллиампер. При подключении
таких нагрузок напрямую чип может быстро выйти из строя. Кроме того для работоспособности некоторых компонентов требуется
напряжение большее, чем 5 В, а Ардуино с выходного контакта (digital output pin) больше 5 В не может выдать впринципе.

Зато, его с лёгкостью хватит для управления транзистором, который в свою очередь будет управлять большим током. Допустим, нам нужно подключить длинную светодиодную ленту, которая требует 12 В и при этом потребляет 100 мА:

Теперь при установке выхода в логическую единицу (high), поступающие на базу 5 В откроют транзистор и через ленту потечёт ток — она будет светиться. При установке выхода в логический ноль (low), база будет заземлена через микроконтроллер, а течение тока заблокированно.

Обратите внимание на R. Он необходим, чтобы при подаче управляющего напряжения
не образовалось короткое замыкание по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля

Главное — не превысить допустимый
ток через контакт Ардуино в 40 мА, поэтому нужно использовать резистор номиналом не менее:

здесь Ud — это падение напряжения на самом транзисторе. Оно зависит от материала из которого он изготовлен и обычно составляет 0.3 – 0.6 В.

Но совершенно не обязательно держать ток на пределе допустимого. Необходимо лишь, чтобы показатель gain транзистора позволил управлять необходимым током. В нашем случае — это 100 мА. Допустим для используемого транзистора
hfe = 100, тогда нам будет достаточно управляющего тока в 1 мА

Нам подойдёт резистор номиналом от 118 Ом до 4.7 кОм. Для устойчивой работы с одной стороны и небольшой нагрузки на чип с другой, 2.2 кОм — хороший выбор.

Если вместо биполярного транзистора использовать полевой, можно обойтись без резистора:

это связано с тем, что затвор в таких транзисторах управляется исключительно напряжением: ток на участке микроконтроллер — затвор — исток отсутствует. А благодаря своим высоким характеристикам схема с использованием MOSFET позволяет управлять очень мощными компонентами.

Японская система JIS

Данная система состоит из символов и содержит в себе пять элементов. Первая цифра соответствует типу полупроводникового прибора: 0 – фотодиод или фототранзистор; 1 – диод; 2 – транзистор. Второй элемент – буква S, она ставится на всех элементах. Следующая буква соответствует типу транзистора: А – высокочастотный PNP; В – низкочастотный PNP; С — высокочастотный NPN; D — низкочастотный NPN; Н – однопереходной; J — полевой с N-каналом; К — полевой с P-каналом. Далее следует серийный номер продукта (10 – 9999). Последний, пятый, элемент — это модификация прибора (зачастую он может отсутствовать). Иногда наносится и шестой символ – это дополнительный индекс (литеры N, M или S), означающий требование соответствия специальным стандартам. В японской системе цветовая маркировка транзисторов не применяется.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Принцип работы полевого транзистора

Говоря простыми словами о том, как работает полевой транзистор для чайников с управляющими p-n переходами, стоит отметить: радиодетали состоят из двух участков: p-переходов и n-переходов. По участку n проходит электроток. Участок р является перекрывающей зоной, неким вентилем.  Если оказывать определенное давление на нее, то она будет перекрывать участок и препятствовать прохождению тока. Либо, же наоборот, при снижении давления количество проходящего тока возрастет. В результате такого давления осуществляется увеличение напряжения на контактах затворов, находящихся на участке р.

Параметры полевых транзисторов: что написано в даташите

Приборы с управляющими p-n канальными переходами — это полупроводниковые пластины, имеющие электропроводность с одним из данных типов. К торцевым сторонам пластин выполняется подсоединение контактов: стока и истока, в середину — контакты затвора. Принцип работы прибора основан на изменении пространственных толщин p-n переходов. Так как в запирающих областях практически отсутствуют подвижные носители заряда, их проводимость равняется нулю. В полупроводниковых пластинах, на участках которых не воздействует запирающий слой, создаются проводящие ток каналы. Если подается отрицательное напряжение в отношении истока, на затворе образуется поток, через который протекают носителя заряда.

Для изолированных затворов, характерно расположение на них тонкого слоя диэлектрика. Такое устройство работает по принципу электрических полей.  Для его разрушения понадобится всего лишь небольшое электричество. В связи с этим, чтобы предотвратить статическое напряжение, которое может превышать 1000 В, необходимо создание специальных корпусов для приборов, которые минимизируют эффект от воздействия вирусных типов электричества.

Заключение

Информация о маркировочных кодах, содержащаяся в литературе, требует критического подхода и осмысления. К сожалению, красиво оформленный каталог с безукоризненной полиграфией не гарантируют от опечаток, ошибок, разночтений и противоречий, поэтому исходите из данных, что приведены в справочнике о маркировке радиоэлементов.

В заключение хотелось бы поблагодарить источники, которые были использованы для подбора материала к данной статье:

Предыдущая
ПолупроводникиЧто такое биполярный транзистор
Следующая
ПолупроводникиSMD транзисторы

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: