Полевые транзисторы и принцип их работы

 

Полевыми транзисторами называются такие полупроводниковые приборы, принцип работы которых основывается на модуляции сопротивления поперечным электрическим полем полупроводникового материала.

Отличительная особенность приборов данного типа заключается в том, что полевые транзисторы имеют высокий коэффициент усиления напряжения и высокое входящее сопротивление.

У данных устройств в создании электрического тока принимают участие лишь носители однотипного заряда (электроны).

Существуют полевые транзисторы двух типов:

- имеющие структуру МДП, т.е. металл, затем следует диэлектрик, потом полупроводник (МДП);

- имеющие управляющий p-n-переход.

В состав самого простого полевого транзистора входит пластина, изготовленная из полупроводникового материала, обладающего одним лишь p-n-переходом в центре и невыпрямляющимися контактами по краям.

Электрод у такого прибора, по которому к проводящему каналу проходят носители заряда, называется истоком, а электрод, по которому электроды выходят из канала – стоком.

Иногда случается, что такие мощные ключевые устройства выходят со строя. Поэтому во время ремонта какой-либо электронной аппаратуры часто необходима проверка полевого транзистора.

Для этого необходимо выпаять прибор, т.к. на электронной схеме его проверить не удастся. И затем, следуя определенным инструкциям, приступить к проверке.

Полевые транзисторы имеют два режима работы – динамический и ключевой.

Ключевой режим работы транзистора – это такой, при котором транзистор находится в двух состояниях – в полностью открытом либо в полностью закрытом. Но при этом промежуточное состояние, когда компонент открыт частично, отсутствует.


В идеальном случае, когда транзистор "открыт", т.е. находится в так называемом режиме насыщения, сопротивление между выводами "сток" и "исток" стремится к нулю.

Мощность потери при открытом состоянии представляется произведением напряжения (равного нулю) на величину тока. Следовательно, мощность рассеивания равна нулю.

В режиме отсечки, то есть когда транзистор заперт, сопротивление его между "сток/исток"-выводами стремится к бесконечности. Теряемая мощность при закрытом состоянии является произведением величины напряжения на значение тока, равное нулю. Соответственно, мощность потери = 0.

Получается так, что в ключевом режиме мощность потери транзисторов равна нулю.

На практике, при открытом транзисторе, естественно, некоторое сопротивление "сток/исток" будет присутствовать. При закрытом транзисторе по этим выводам ток небольшой величины все же протекает. Следовательно, в статическом режиме мощность потери в транзисторе минимальна.


А в динамическом, в случае если транзистор закрывается или открывается, его линейную область форсирует рабочая точка, где ток, проходящий через транзистор, условно составляет половину тока стока. Но напряжение "сток/исток" чаще всего достигает половины максимальной величины. Следовательно, динамический режим транзистора обеспечивает выделение огромной мощности потерь, сводящей на "нет" замечательные свойства ключевого режима.

Но, в свою очередь, длительное нахождение транзистора в динамическом режиме гораздо меньше, чем длительность пребывания в режиме статики. В результате чего коэффициент полезного действия транзисторного каскада, который работает в ключевом режиме, весьма высок и может оказаться от девяноста трех до девяноста восьми процентов.

Полевые транзисторы, которые работают в вышеуказанном режиме, имеют достаточно широкое применение в силовых преобразовательных установках, в источниках импульсного электропитания, в выходных каскадах определенных передатчиков и пр.

 

Mosfet - что это? Проверка транзисторов
В статье вы узнаете про транзисторы MOSFET, что это, какие схемы включения бывают. Есть тип полевого транзистора, у которого вход электрически изолирован от основного тока несущего канала.
далее
Пособие для начинающего радиолюбителя: как проверить полевой ...
Полевые транзисторы – полупроводниковые приборы, в которых управление переходными процессами, а также величиной выходного тока осуществляется изменением величины электрического поля. Полевые транзисторы благодаря своим уникальным характеристикам ...
далее
Что это - МДП-транзистор?
Элементная база полупроводниковых элементов постоянно растет. Со временем появился и МДП-транзистор, работающий по принципу изменения электрической проводимости приповерхностного полупроводникового слоя под действием электрического поля.
далее
Транзисторные ключи. Схема, принцип работы
Что называют транзисторными ключами? Как они выглядят? Как функционируют? Как используются на практике?
далее
Мосфет - определение. Конструктивно-технологические особенности
В этой статье будет рассказано о таком элементе, как мосфет. Что это, какими свойствами обладает, для чего используется в современной электронике, будет рассказано ниже.
далее
Маркировка транзисторов - какая она бывает? Типы, параметры и характеристики транзисторов, маркировка
Транзистор выступает основным компонентом любой электрической схемы. Он является своего рода усилительным ключом. В основе этого полупроводникового прибора находится кремниевый или германиевый кристалл. Транзисторы бывают однополярными и двухполярными и, соответственно, полевыми и биполярными. По типу проводимости они встречаются двух видов – прямые и обратные. Для начинающих радиолюбителей основной проблемой становится распознавание и расшифровка кодировки этих элементов.
далее
Маркировка транзисторов - какая она бывает? Типы, параметры и характеристики транзисторов, маркировка
MOSFET-транзистор. Применение MOSFET-транзисторов в электронике
Транзисторы MOSFET отличаются хорошей проводимостью и стабильностью работы. Встретить устройства можно в различных электроприборах. Для того чтобы узнать больше информации о них, следует ознакомиться с конкретными модификациями.
далее
MOSFET-транзистор. Применение MOSFET-транзисторов в электронике
Что это - IGBT-транзистор?
Первый IGBT-транзистор появился в 1985 году и сочетал в себе уникальные свойства биполярной и полевой структур. Как оказалось, эти два известных на тот момент типа полупроводниковых приборов вполне могут “уживаться” вместе. Современные IGBT-транзисторы обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками и применяются в инновационных схемах контроля, защиты и управления.
далее
Что это - IGBT-транзистор?
Транзистор - это основа полупроводниковой техники
Транзистор – это элемент, предназначенный для усиления, генерирования, а также преобразования электрических колебаний. Транзисторы бывают двух видов: биполярные и полевые.
далее
Транзистор - это основа полупроводниковой техники