Чем отличается биполярный транзистор от полевого. Отличия полевых и биполярных транзисторов: сравнительный анализ характеристик и применения — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Чем отличаются полевые транзисторы от биполярных. Какие преимущества имеют полевые транзисторы. В каких областях применяются разные типы транзисторов. Как устроены полевые и биполярные транзисторы. Какие характеристики важны при выборе типа транзистора.

Содержание

Основные отличия полевых и биполярных транзисторов

Полевые и биполярные транзисторы — это два основных типа транзисторов, широко используемых в электронике. Несмотря на схожее назначение, они имеют ряд существенных различий:

Принцип управления: биполярные управляются током базы, полевые — напряжением на затворе
Тип носителей заряда: в биполярных участвуют электроны и дырки, в полевых — носители одного типа
Входное сопротивление: у полевых оно значительно выше
Быстродействие: полевые транзисторы работают на более высоких частотах
Энергопотребление: полевые более экономичны в статическом режиме

Эти фундаментальные отличия определяют области применения каждого типа транзисторов. Рассмотрим их подробнее.

Особенности конструкции и принципа работы

Биполярный транзистор состоит из трех областей полупроводника с чередующимся типом проводимости (p-n-p или n-p-n). Управление осуществляется током, протекающим через базу. Это приводит к изменению концентрации носителей заряда в базе и, как следствие, изменению тока коллектора.

Полевой транзистор имеет канал проводимости, по которому протекает ток между истоком и стоком. Управление осуществляется электрическим полем, создаваемым напряжением на затворе. Поле изменяет проводимость канала, регулируя ток стока.

Сравнение ключевых параметров и характеристик

При выборе типа транзистора для конкретного применения важно учитывать следующие параметры:

Входное сопротивление: у полевых транзисторов оно может достигать сотен МОм, что на несколько порядков выше, чем у биполярных
Крутизна характеристики: показывает, насколько сильно изменяется выходной ток при изменении входного сигнала

Максимальная рабочая частота: полевые транзисторы способны работать на более высоких частотах
Коэффициент усиления по току: у биполярных транзисторов он выше
Уровень шумов: полевые транзисторы генерируют меньше шумов

Преимущества и недостатки полевых транзисторов

Полевые транзисторы обладают рядом важных преимуществ:

Высокое входное сопротивление, что позволяет минимизировать нагрузку на источник входного сигнала
Малое энергопотребление в статическом режиме
Высокое быстродействие и возможность работы на высоких частотах
Хорошая температурная стабильность характеристик
Низкий уровень собственных шумов

Однако у них есть и некоторые недостатки:

Чувствительность к статическому электричеству
Меньший коэффициент усиления по току по сравнению с биполярными транзисторами

Более сложная технология изготовления, что влияет на стоимость

Области применения различных типов транзисторов

Благодаря своим особенностям, полевые и биполярные транзисторы нашли применение в разных областях электроники:

Применение полевых транзисторов:

Цифровые интегральные схемы (процессоры, микроконтроллеры)
Аналоговые ключи и коммутаторы
Входные каскады усилителей с высоким входным сопротивлением
Преобразователи напряжения
Силовая электроника (MOSFET-транзисторы)

Применение биполярных транзисторов:

Усилители тока и напряжения в аналоговых схемах
Генераторы сигналов
Стабилизаторы напряжения
Импульсные источники питания
Драйверы светодиодов

Влияние температуры на работу транзисторов

Температурные характеристики — важный аспект при выборе типа транзистора для конкретного применения. Как влияет температура на работу разных типов транзисторов?

У биполярных транзисторов с ростом температуры увеличивается ток коллектора, что может привести к тепловому пробою
Полевые транзисторы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления канала, что обеспечивает лучшую температурную стабильность
При параллельном включении полевые транзисторы не требуют выравнивающих резисторов, в отличие от биполярных

Эти особенности делают полевые транзисторы предпочтительными в устройствах, работающих в широком диапазоне температур.

Перспективы развития транзисторных технологий

Развитие полупроводниковых технологий не стоит на месте. Какие тенденции наблюдаются в области транзисторов?

Уменьшение размеров транзисторов, что позволяет увеличивать плотность их размещения в интегральных схемах
Разработка новых материалов для создания транзисторов с улучшенными характеристиками
Создание гибридных устройств, сочетающих преимущества разных типов транзисторов (например, IGBT)

Исследования в области квантовых транзисторов для создания квантовых компьютеров

Эти направления исследований открывают новые возможности для развития электроники и вычислительной техники.

Выбор типа транзистора для конкретных задач

При проектировании электронных устройств выбор типа транзистора зависит от множества факторов. На что следует обратить внимание?

Требуемая рабочая частота устройства
Необходимый коэффициент усиления
Допустимый уровень шумов
Требования к энергопотреблению
Диапазон рабочих температур
Стоимость и доступность компонентов

Правильный выбор типа транзистора позволяет оптимизировать характеристики устройства и снизить его стоимость.

Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения

Здравствуйте, дорогие читатели. В данной статье рассмотрим отличие полевого транзистора от биполярного, узнаем в каких сферах применяются и те, и другие транзисторы.

И так, начнём…

Среди полупроводниковых приборов существуют две большие группы, в состав которых входят полевые и биполярные транзисторы. Они широко используются в электронике и радиотехнике в качестве генераторов, усилителей и преобразователей электрических сигналов. Чтобы понять, в чем основное различие этих устройств, необходимо рассмотреть их более подробно.

Отличие полевого транзистора от биполярного

Биполярные транзисторы

Проводящая область конструкции состоит из трёх «спаянных» полупроводниковых частей, с чередованием по типу проводимости. Полупроводник с донорной (электронной) проводимостью обозначается как n-тип, с акцепторной (дырочной) – p-тип. Таким образом, мы можем наблюдать только два варианта чередования – p-n-p, либо n-p-n. По этому признаку различают биполярные транзисторы с n-p-n и p-n-p структурой.

Общая часть транзисторного кристалла, контактирующая с двумя другими, называется «база». Две другие – «коллектор» и «эмиттер». Степень насыщенности базы носителями заряда (электронами или электронными вакансиями «дырками») определяет степень проводимости всего кристалла транзистора. Таким образом, осуществляется управление проводимостью переходов транзистора, что позволяет использовать его в качестве элемента усиления мощности сигнала, или ключа.

Полевые транзисторы

Проводящая часть конструкции представляет собой полупроводниковый канал p- или n-типа в металле. Ток нагрузки протекает по каналу через электроды, называемые «стоком» и «истоком». Величина сечения проводящего канала и его сопротивление зависит от обратного напряжения на p-n переходе границы металла и полупроводника канала. Управляющий электрод, соединённый с металлической областью называется «затвор».

Канал полевого транзистора может иметь электрическую связь с металлом затвора — неизолированный затвор, а может быть и отделён от него тонким слоем диэлектрика — изолированный затвор.

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные?

И так, мы узнали, что главное отличие этих двух видов транзисторов в управление. Давайте рассмотрим прочие преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:

высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление
высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей)
почти полная электрическая развязка входных и выходных цепей, малая проходная ёмкость поскольку усилительные свойства полевых транзисторов обусловлены переносом основных носителей заряда, их верхняя граница эффективного усиления выше, чем у биполярных
квадратичность вольт — амперной характеристики (аналогична триоду)
высокая температурная стабильность
малый уровень шумов, так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда, которое и делает биполярные транзисторы «шумными»
малое потребление мощности

Накопление и рассасывание неосновных носителей заряда отсутствует в полевых транзисторах, от того и быстродействие у них очень высокое (что отмечается разработчиками силовой техники). И поскольку за усиление в полевых транзисторах отвечают переносимые основные носители заряда, то верхняя граница эффективного усиления у полевых транзисторов выше чем у биполярных.

Отличие полевого транзистора от биполярного

Здесь же отметим высокую температурную стабильность, малый уровень помех (в силу отсутствия инжекции неосновных носителей заряда, как то происходит в биполярных), экономичность в плане потребления энергии.

Ток или поле, управление транзисторами

Большинству людей, так или иначе имеющими дело с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле, различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Разная реакция на нагрев

У биполярных транзисторов температурный коэффициент сопротивления коллектор-эмиттер отрицательный (т. е. с ростом температуры сопротивление уменьшается и ток коллектор — эмиттер растет). У полевых транзисторов все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный (с ростом температуры сопротивление растет, и ток сток-исток уменьшается).

Важное следствие из этого факта — если биполярные транзисторы нельзя просто так включать параллельно (с целью умощнения), без токовыравнивающих резисторов в цепи эмиттера, то с полевыми все намного проще — благодаря автобалансировке тока сток-исток при изменении нагрузки/нагрева — их можно свободно включать параллельно без выравнивающих резисторов. Это связано с температурными свойствами p-n перехода и простого полупроводника p- или n-типа. По этой причине у полевых транзисторов гораздо реже случается необратимый выходной тепловой пробой, чем у биполярных.

Так для достижения высоких показателей коммутационных токов, можно легко набрать составной ключ из нескольких параллельных полевых транзисторов, что и используется много где на практике, например в инверторах.

А вот биполярные транзисторы нельзя просто так параллелить, им нужны обязательно токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров. Иначе, из-за разбаланса в мощном составном ключе, у одного из биполярных транзисторов рано или поздно случится необратимый тепловой пробой. Полевым составным ключам названная проблема почти не грозит. Эти характерные тепловые особенности связаны со свойствами простого n- и p-канала и p-n перехода, которые кардинально отличаются.

Сферы применения тех и других транзисторов

Различия между полевыми и биполярными транзисторами четко разделяют области их применений. Например в цифровых микросхемах, где необходим минимальный ток потребления в ждущем состоянии, полевые транзисторы применяются сегодня гораздо шире. В аналоговых же микросхемах полевые транзисторы помогают достичь высокой линейности усилительной характеристики в широком диапазоне питающих напряжений и выходных параметров.

Схемы типа reel-to-reel удобно реализуются сегодня с полевыми транзисторами, ведь легко достигается размах напряжений выходов как сигналов для входов, совпадая почти с уровнем напряжения питания схемы. Такие схемы можно просто соединять выход одной с входом другой, и не нужно никаких ограничителей напряжения или делителей на резисторах.

Что касается биполярных транзисторов, то их типичными сферами применения остаются: усилители, их каскады, модуляторы, детекторы, логические инверторы и микросхемы на транзисторной логике.

Полевые побеждают, почему?

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счёт применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где уже с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью.

Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где опять же с успехом заменяют биполярные транзисторы и даже электронные лампы.

В устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска двигателей, биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) — приборы, сочетающие в себе как биполярные, так и полевые транзисторы, уже успешно вытесняют тиристоры.

Видео, отличие полевого транзистора от биполярного

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Чем отличается биполярный транзистор от полевого

Компьютер — это сложная система, состоящая из отдельных частей. Разбирая, как работают эти отдельные части большие и малые , мы приобретаем знание. Обретая знание, мы получаем шанс помочь своему железному другу-компьютеру, если он вдруг забарахлит. Мы же ведь в ответе за тех, кого приручили, не правда ли?

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

MOSFET транзисторы

Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения.

Полевой транзистор. Биполярный транзистор. Транзисторный ключ.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

Конструктивно-технологические особенности MOSFET полевых транзисторов

Что такое полевой транзистор и как его проверить

Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET)

Физические основы электроники: Конспект лекций

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР — как это работает

MOSFET транзисторы

Основы электроники. Подобно тому, как в различных электронных устройствах биполярные транзисторы работают с включением по схеме с общим эмиттером, с общим коллектором или с общей базой, полевые транзисторы во многих случаях можно использовать аналогичным образом включая их: с общим истоком, с общим стоком или с общим затвором. Разница заключается в способе управления: биполярный транзистор управляется током базы, а полевой транзистор — зарядом затвора. С точки зрения затрат энергии на управление, управление полевым транзистором получается в целом более экономичным, чем управление транзистором биполярным.

Это один из факторов, объясняющих нынешнюю популярность полевых транзисторов. Рассмотрим, однако, в общих чертах типичные схемы включения полевых транзисторов. Включение с общим истоком. Схема включения полевого транзистора с общим истоком является аналогом схемы с общим эмиттером для биполярного транзистора.

Такое включение весьма распространено в силу возможности давать значительное усиление по мощности и по току, фаза напряжения цепи стока при этом переворачивается. Входное сопротивление непосредственно перехода затвор-исток достигает сотен мегаом, хотя оно может быть уменьшено путем добавления резистора между затвором и истоком с целью гальванически подтянуть затвор к общему проводу защита полевого транзистора от наводок.

Величина этого резистора Rз от 1 до 3 МОм обычно подбирается так, чтобы не сильно шунтировать сопротивление затвор-исток, при этом не допускать перенапряжения от тока обратносмещенного управляющего перехода. Существенное входное сопротивление полевого транзистора в схеме с общим истоком является важным достоинством именно полевого транзистора, при его использовании в схемах усиления напряжения, тока и мощности, ведь сопротивление в цепи стока Rс не превышает обычно единиц кОм.

Включение с общим стоком. Схема включения полевого транзистора с общим стоком истоковый повторитель является аналогом схемы с общим коллектором для биполярного транзистора эмиттерный повторитель.

Такое включение используется в согласующих каскадах, где выходное напряжение должно находиться в фазе с входным.

Входное сопротивление перехода затвор-исток как и прежде достигает сотен мегаом, при этом выходное сопротивление Rи сравнительно небольшое. Данное включение отличается более высоким частотным диапазоном, чем схема с общим истоком. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице, так как напряжение исток-сток и затвор-исток для данной схемы обычно близки по величине.

Включение с общим затвором. Схема с общим затвором — подобие каскаду с общей базой для биполярного транзистора.

Усиления по току здесь нет, потому и усиление по мощности многократно меньше, чем в каскаде с общим истоком. Напряжение при усилении имеет ту же фазу, что и управляющее напряжение. Поскольку выходной ток равен входному, то и коэффициент усиления по току равен единице, а коэффициент усиления по напряжению, как правило, больше единицы. В данном включении присутствует особенность — параллельная отрицательная обратная связь по току, ибо при повышении управляющего входного напряжения, потенциал истока возрастает, соответственно ток стока уменьшается, и снижает напряжение на сопротивлении в цепи истока Rи.

Так с одной стороны напряжение на сопротивлении истока увеличивается благодаря росту входного сигнала, но уменьшается снижением тока стока, это и есть отрицательная обратная связь. Данный феномен делает шире полосу пропускания каскада в области высоких частот, поэтому схема с общим затвором популярна в усилителях напряжения высоких частот, и особенно востребована в высоко устойчивых резонансных схемах. Искать в Школе для электрика:.

Отличие полевого транзистора от биполярного. Сфера их применения.

Транзисторы — это полупроводниковые приборы, которые предназначены для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. Это главный компонент в любой электрической схеме. Транзисторы бывают полевые и биполярные. Отличие их в том, что в биполярном транзисторе в переносе заряда участвуют электроны носители отрицательных зарядов и дырки носители положительных зарядов , а в полевом — один из носителей зарядов электроны или дырки. В аналоговой технике в основном применяют биполярные транзисторы, а полевые — в цифровой.

Полевой транзистор характеризуется следующей ВАХ: транзистора, по сравнению с биполярным, Кроме того, они отличаются малыми шумами.

Полевой транзистор. Биполярный транзистор. Транзисторный ключ.

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля , создаваемого входным сигналом. Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака электронами или дырками , поэтому такие приборы называются униполярными в отличие от биполярных. Идея полевого транзистора с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в — годах. Однако объективные трудности в реализации этой конструкции позволили создать первый работающий прибор этого типа только в году. В году Дейки и Росс предложили и реализовали другую конструкцию полевого транзистора — с управляющим p-n-переходом. Наконец, третья конструкция полевых транзисторов — полевых транзисторов с барьером Шоттки — была предложена и реализована Мидом в году. По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом или переходом металл — полупроводник барьер Шоттки , вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода затвора , т. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован то есть отделён в электрическом отношении от канала p-n переходом , смещённым в обратном направлении. Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении см.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Портал между измерениями нельзя открыть. Туннель портал пространства-времени при своем возникновении имеет бесконечную 1 ставка. Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка.

By kofa , November 25, in Начинающим. Скажите, в чем заключаются основные различия между полевыми и биполярными транзисторами.

Конструктивно-технологические особенности MOSFET полевых транзисторов

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

А теперь давайте поговорим о полевых транзисторах. Что можно предположить уже по одному их названию? Во-первых, поскольку они транзисторы, то с их помощью можно как-то управлять выходным током. Во-вторых, у них предполагается наличие трех контактов. И в-третьих, в основе их работы лежит p-n переход.

И, как и их биполярные «собратья», полевые транзисторы до сих пор играют в электронике огромную роль. Перед тем, как перейти к.

Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET)

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током. Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвует только один вид носителей. Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток источник носителей тока , затвор управляющий электрод и сток электрод, куда стекают носители.

Физические основы электроники: Конспект лекций

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🧧#14 Полевой JFET транзистор. Транзистор с управляющим pn переходом

Трехногий полупроводник с замечательным качеством — способность усиливать ток. Значит это следующее: к транзистору прикладывается два тока — большой и малый. Оба эти тока имеют свои источники питания и это не транзистор. Для полевого транзистора будет наоборот — усиление малого тока уменьшает пропускную способность транзистором большого тока. Бывают транзисторы полевые и биполярные. У биполярных выводы называются базой, эмиттером и коллектором.

Главное отличие этих двух видов транзисторов в том, что вторые управляются с помощью изменения тока, а первые — напряжения. И из этого следуют прочие преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:. У биполярных транзисторов температурный коэффициент сопротивления коллектор-эмиттер отрицательный т. У полевых транзисторов все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный с ростом температуры сопротивление растет, и ток сток-исток уменьшается. Важное следствие из этого факта — если биполярные транзисторы нельзя просто так включать параллельно с.

Полевой транзистор с изолированным затвором IGFET, insulated-gate field-effect transistor , также известный, как полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник MOSFET , является разновидностью полевого транзистора. Но когда речь идет о дискретных элементах, биполярные транзисторы более многочисленны по сравнению с MOSFET транзисторами. Гораздо более крупные MOSFET транзисторы способны коммутировать токи до ампер при низких напряжениях; а некоторые работают с напряжениями почти вольт при низких токах. Эти устройства могут занимать до 1 квадратного сантиметра кремния.

В чем разница между биполярным и полевым транзистором

Транзистору скоро исполнится 100 лет. Этот компонент на долгое время стал основой всей электроники 20 века. В настоящее время он тоже остаётся важной частью электронных схем, хотя внешняя форма исполнения изменилась: часто отдельные транзисторы объединяются в микросхемы и процессоры. В одной микросхеме может находиться несколько сотен и даже тысяч микроскопических транзисторов.

Что представляет собой транзистор как таковой? По сути, он почти ничем не отличается от обычного диода – электронного компонента, пропускающего ток только в одном направлении. В отличие от него, у транзистора есть дополнительный вывод, который «открывает» и «закрывает» прибор. Действительно, это очень похоже на водопроводный кран.

Только управляется этот кран тем же самым током. Если транзистор имеет тип PNP (прямой), то этот дополнительный вывод открывается подачей отрицательного сигнала, а если NPN (обратный), то положительного. Дополнительный вывод именуется базой, входной вывод – эмиттером, а выходной – коллектором. В PNP-транзисторе ток течёт от плюса к минусу, а в NPN – в обратном направлении.

Впрочем, транзистор отличается от диода не только этим. Он обладает ещё и усиливающими свойствами. Поэтому усилительная аппаратура – одно из основных применений этого компонента.

Как устроен биполярный транзистор

Все транзисторы делятся на два основных типа – биполярные и полевые. Биполярные транзисторы – самые распространённые. Они состоят из трёхслойных полупроводников, каждый слой которых соединяется с внешним выводом через металло-полупроводниковый контакт. Средний слой обычно используется в качестве базы. Эмиттер и коллектор – это два крайних слоя, соединённые с соответствующими выводами.

Устройство биполярного транзистора

На схеме эмиттер изображается выводом со стрелкой, которая показывает направление движения тока.

Управление биполярным транзистором осуществляется путём подачи на базу определённого напряжения – положительного (для NPN) и отрицательного (для PNP). Изменяя значение этого напряжения, можно в большей или меньшей степени открывать «кран».

Биполярные NPN-транзисторы пользуются большей популярностью, поскольку в них основная роль отводится электронам, а не дыркам (положительным условным частицам). Электроны имеют в несколько раз большую подвижность, чем дырки, поэтому обратные транзисторы работают лучше и быстрее.

Устройство полевых транзисторов

Полевые транзисторы устроены немного по-другому. Здесь управление работой прибора осуществляется с помощью электрического поля, которое направлено перпендикулярно току. Подобно биполярным транзисторам, полевые тоже имеют три вывода, которые, правда, называются иначе: исток, сток и затвор. Электрическое поле создаётся с помощью определённого напряжения, приложенного к затвору, который служит аналогом базы биполярного транзистора.

Устройство полевого транзистора с p-n-переходом

Также у полевого транзистора имеется проводящий слой, который называют каналом. По нему и течёт ток. Канал может быть N или P-типа, а также иметь различную пространственную конфигурацию. Каналы могут быть обогащёнными носителями или обеднёнными.

Существуют полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом и с полностью изолированным затвором.

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором

Что общего между этими устройствами?

Понятно, что и то, и другое – это транзисторы. У каждого есть три вывода, один из которых является управляющим. в зависимости от того, какой сигнал на него подан, ток по транзистору или будет течь, или не будет. Отличаются эти устройства лишь нюансами работы, однако таких нюансов достаточно много.

Отличия биполярных и полевых транзисторов

Полевые транзисторы более предпочтительны по большинству параметров:

У них более высокое быстродействие.
Они имеют маленькие потери на управление.
У полевых транзисторов значительно более высокие усилительные способности.
Они производят меньше шума и потребляют малую мощность.

Однако полевые транзисторы не переносят статического напряжения. Этим их использование и ограничивается, ведь в электронных устройствах оно накапливается постоянно. Там, где необходимо применять полевые транзисторы, необходимо предусмотреть их защиту от статического напряжения.

Как бы то ни было, полевые транзисторы почти полностью вытеснили биполярные из цифровой техники. В аналоговой, наоборот, пока что господствуют биполярные.

Изобретение полевых транзисторов, собственно, и было связано с производством электронно-вычислительных машин. В 1977 году учёные обнаружили, что с их помощью можно ускорить работу компьютерной техники. С этого времени транзисторы нового типа стали находить широкое применение – начиналась эра цифровых устройств.

Относительно недавно, в 1990-х годах, появился ещё один, «гибридный» тип таких компонентов. Это биполярные транзисторы с изолированным затвором, или IGBT. Такой прибор, по сути, является сочетанием биполярного транзистора, играющего роль силового канала, и полевого, являющегося управляющим элементом. Благодаря этому удалось совместить в одном компоненте выгодные выходные показатели (как у биполярного устройства) с предпочтительными входными (как у полевого). Управляются IGBT, как и полевые транзисторы, с помощью электрического поля.

Применяются гибридные компоненты в различных преобразователях, инверторах, импульсных регуляторах тока и т.д.

Электроника и техникаКомментировать

Где применяются полевые и биполярные транзисторы?

И так, начнём…

Отличие полевого транзистора от биполярного

Биполярные транзисторы

Полевые транзисторы

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 токоограничивающий резистор 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.

Автор: kofa, 25 ноября 2007 в Начинающим

Как устроен биполярный транзистор

Устройство биполярного транзистора

На схеме эмиттер изображается выводом со стрелкой, которая показывает направление движения тока.

Свойства полевых транзисторов

К полевым транзисторам относятся устройства, в которых управление всеми процессами осуществляется действующим электрическим полем, направленным перпендикулярно току. Они еще носят название униполярных транзисторов. В своей конструкции эти приборы имеют три контакта, называемые истоком, стоком и затвором. Кроме этого, существует проводящий слой, называемый каналом, по которому происходит течение тока.

Устройства данного типа могут быть «р» или «n» канальными. Расположение и конфигурация каналов бывает вертикальное или горизонтальное, объемное или приповерхностное.

Среди приповерхностных каналов также происходит разделение. Они существуют в качестве инверсионных слоев или могут быть обогащенными и обедненными носителями. Все виды каналов формируются под влиянием внешнего электрического поля. В обедненных каналах присутствуют участки с однородными полупроводниками, которые отделяются от поверхности с помощью обедненного слоя. Приборы, имеющие приповерхностные каналы, структурно состоят из металла-диэлектрика-полупроводника. Они получили наименование МДП-транзисторов.

Полевой транзистор принцип работы

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Источник

Разная реакция на нагрев

Полевые побеждают, почему?

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы (FET, Field Effect Transistor) имеют то же назначение, но отличаются внутренним устройством. Частным видом этих компонентов являются транзисторы MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). Они позволяют оперировать гораздо большими мощностями при тех же размерах. А управление самой «заслонкой» осуществляется исключительно при помощи напряжения: ток через затвор, в отличие от биполярных транзисторов, не идёт.

Полевые транзисторы обладают тремя контактами:

N-Channel и P-Channel

По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены.

P-Channel при обозначении отличается направлением стрелки и, опять же, обладает «перевёрнутым» поведением.

Сферы применения тех и других транзисторов

Ток или поле, управление транзисторами

Комбинированные

Иногда для получения специфичных характеристик в одном корпусе транзистора может использоваться комбинация кристаллов разных транзисторов, порой имеющих одну полупроводниковую подложку.

Составной транзистор

Представляет собой схему из двух биполярных транзисторов одной или разных структур проводимости. Такая комбинация позволяет получить в одном корпусе транзистор с большим коэффициентом усиления.

IGBT-транзистор

Представляет собой биполярный транзистор, база которого управляется полевым с изолированным затвором.

Полевые транзисторы. Характеристики. Основные типы.- Elektrolife

Полевые транзисторы во многом похожи на обычные биполярные транзисторы. Они представляют собой усилительное устройство, имеющее 3 вывода, и могут иметь любую полярность. Один из выводов (

затвор) предназначен для управления током, который протекает между двумя другими выводами (истоком и стоком). Этот транзистор обладает, однако, одним особым свойством: через затвор ток не протекает, за исключением токов утечки. Это значит, что входные сопротивления могут быть очень большими, их предельные значения связаны лишь с наличием емкостей или утечек.

При использовании полевых транзисторов нет необходимости заботиться о величине тока, протекающего через базу, что было совершенно обязательно при разработке схем на биполярных транзисторах.

На практике входные токи имеют порядок пикоампер. К настоящему времени полевые транзисторы зарекомендовали себя как надежные устройства, способные выполнять разнообразные функции. Их предельно допустимые напряжения и токи сравнимы с соответствующими напряжениями и токами биполярных транзисторов.

В большинстве устройств на основе транзисторов (согласованные пары, дифференциальные и операционные усилители, компараторы, токовые ключи и усилители, радиочастотные усилители, цифровые схемы) используют полевые транзисторы и зачастую они обладают лучшими характеристиками. Более того, микропроцессоры и запоминающие устройства (а также другие крупные устройства цифровой электроники) строятся исключительно на основе полевых транзисторов.

Полевые транзисторы названы так, чтобы подчеркнуть их отличие от биполярных. В расширенном толковании, однако, они имеют много общего, так что их можно определить как

приборы, управляемые зарядом. В обоих случаях мы имеем прибор с тремя выводами, в котором проводимость между двумя электродами зависит от наличия носителей заряда, которое в свою очередь регулируется напряжением, приложенным к третьему управляющему электроду.

Отличия от биполярных транзисторов

В биполярном

n‑p‑n ‑транзисторе переход коллектор‑база смещен в обратном направлении и обычно ток через него не течет. Подача на переход база‑эмиттер напряжения около 0,6В преодолевает «потенциальный барьер» диода, приводя к поступлению электронов в область базы, где они испытывают сильное притяжение со стороны коллектора. Хотя при этом через базу будет протекать некоторый ток, большинство такого рода «неосновных носителей» захватывается коллектором. Результатом является коллекторный ток, управляемый (меньшим по величине) током базы.

Биполярный транзистор можно рассматривать как усилитель тока (

с коэффициентом усиления h_21Э) или как прибор‑преобразователь проводимости (Эберс‑Молл). В полевом транзисторе, как следует из его названия, проводимостью канала управляет электрическое поле, создаваемое приложенным к затвору напряжением.

Здесь нет прямосмещенных р‑n ‑переходов, так что ток через затвор не течет и это, возможно, – наиболее важное преимущество полевых перед биполярными транзисторами.

Посмотрим на полевой транзистор поближе. Прежде всего, свыше нормального диапазона ток насыщения стока растет довольно умеренно при увеличении напряжения затвора (

U_ЗИ). Фактически он пропорционален (U_ЗИ ‑ Uth)², где Uth ‑ «пороговое напряжение затвора», при котором начинает протекать ток стока.

Во‑вторых, постоянный ток затвора равен нулю, так что мы не должны смотреть на полевой транзистор как на устройство, усиливающее ток (усиление было бы равно бесконечности). Вместо этого необходимо рассматривать полевой транзистор как устройство, характеризуемое крутизной – программирование тока стока напряжением затвор‑исток. Крутизна

g_m есть просто отношение тока стока к напряжению исток/сток i_С /u_СИ.

В‑третьих, у МОП‑транзистора затвор действительно изолирован от канала сток‑исток. Поэтому, в отличие от биполярных транзисторов, можно подавать на него положительное (или отрицательное) напряжение до 10 В и более, не заботясь о диодной проводимости.

И наконец, полевой транзистор отличается от биполярного транзистора в так называемой линейной области графика. Здесь его поведение довольно точно соответствует поведению резистора, даже при отрицательном

U_СИ. Это очень полезное свойство, поскольку, сопротивление сток‑исток программируется напряжением затвор‑исток.

Возможности полевых транзисторов различного типа

Наиболее важной характеристикой полевого транзистора является отсутствие тока затвора. Получаемое, вследствие, высокое входное полное сопротивление (оно может быть больше 10

¹⁴ Ом) существенно во многих применениях и в любом случае упрощает проектирование схем. В качестве аналоговых переключателей и усилителей со сверхвысоким входным полным сопротивлением полевые транзисторы не имеют себе равных.

Сами по себе или в сочетании с биполярными транзисторами они легко встраиваются в интегральные схемы.

Различают дискретные полевые транзисторы и интегральные, которые изготавливают при производстве микросхем. Интегральные вместе с другими элементами схемы выполняются на общей полупроводниковой подложке, от которой делается четвертый вывод, обозначаемый символом

B. Так как на малой площади в интегральной микросхеме может быть размещено большее число слаботочных полевых транзисторов, то они особенно полезны для создания больших интегральных микросхем, таких как микропроцессоры и устройства памяти. Дискретные полевые транзисторы предназначены для монтажа на печатных платах и имеют собственный корпус.

Плюс к тому наличие мощных полевых транзисторов (30 А или более) позволяет заменить биполярные транзисторы во многих применениях, зачастую получая более простые схемы с улучшенными параметрами.

Как уже было сказано полевой транзистор является полупроводниковым схемным элементом с тремя выводами, которые называются

затвором (Gate, G), истоком (Source, S) и стоком (Drain, D).

Полевые транзисторы бывают двух полярностей:

n ‑канальные (с проводимостью за счет электронов) и р ‑канальные (с дырочной проводимостью). Эти полярности аналогичны уже известным нам n‑p‑n и p‑n‑p ‑транзисторам биполярного типа. Однако разнообразие полевых транзисторов этим не ограничивается, что может приводить к путанице. Во‑первых, полевые транзисторы могут изготавливаться с затворами двух различных типов. В результате мы имеем полевые транзисторы с p‑n ‑переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором, так называемые МОП‑транзисторы. Во‑вторых – двумя типами легирования канала, что дает полевой транзистор обогащенного и обедненного типа.

В качестве общего ознакомления, посмотрите варианты существующих полевых транзисторов (боюсь, что это не самый полный список):

MOSFET — (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) использует изолятор обычно SiO2 между затвором и каналом.

JFET — полевой транзисторе с управляющим p-n переходом
MESFET — (Metal–Semiconductor Field-Effect Transistor) разновидность p-n перехода JFET с барьером Schottky; используются с GaAs и др. III-V полупроводниками.
ISFET — ion-sensitive field-effect transistor – ионно-чувствительный полевой транзистор.
ChemFET — chemical field-effect transistor — МОСФЕТ транзисторы, заряд на затворе которых определяется химическими процессами.
EOSFET — electrolyte-oxide-semiconductor field effect transistor вместо металла в качестве затвора используется электролит.
CNTFET — Carbon nanotube field-effect transistor — полевой транзистор с углеродными нанотрубками.

DEPFET – полевой транзистор с полностью обедненной подложкой, используются как сенсоры, усилители и ячейки памяти одновременно. Может быть использован как датчик фотонов.
DGMOSFET — с двумя затворами.
DNAFET — специальный FET используемый как биосенсор, с затвором из 1-й ДНК молекулы чтобы определять соответствующую нить ДНК.
FREDFET — (Fast Reverse or Fast Recovery Epitaxial Diode FET) специальный полевой транзистор, разработанный для обеспечения сверхбыстрого закрытия встроенного диода (is a specialized FET designed to provide a very fast recovery (turn-off) of the body diode)
HEMT — (high electron mobility transistor) или HFET(heterostructure FET) полевой транзистор с высокой подвижностью зарядов, гетероструктурные (шестигранные) FET. Изолятор затвора формируется из полностью обедненного материала с большой шириной запрещенной зоны.
HIGFET — (heterostructure insulated gate field effect transisitor), гетероструктурные MISFET используются в основном в исследовательских целях.
MODFET — (Modulation-Doped Field Effect Transistor) использует квантовую структуру, сформированную градиентным легированием активной области.
NOMFET – (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor) — память на основе органических наночастиц.
OFET – (Organic Field-Effect Transistor) — канал из органического полупроводника.
GNRFET – (Field-Effect Transistor that uses a graphene nanoribbon for its channel). С каналом из графеновой пленки.
VFET – (Vertical Field-Effect Transistor), вертикальный полевой транзистор, полевой транзистор с вертикальной структурой, полевой транзистор с вертикальным каналом.
VeSFET — (Vertical-Slit Field-Effect Transistor) is a square-shaped junction-less FET with a narrow slit connecting the source and drain at opposite corners. Two gates occupy the other corners, and control the current through the slit… полевой транзистор квадратной формы, без перехода с близким расположением истока и стока на противоположных углах. Два других входа, занимающие другие углы — затворы, которые контролируют переход.
TFET — (Tunnel Field-Effect Transistor) — основан на эффекте тунеллирования … из полосы в полосу.
IGBT — (insulated-gate bipolar transistor) устройство для контроля мощности. Представляет из себя гибрид полевого транзистора с проводящим каналом, как у биполярного транзистора. Обычно используются для напряжений 200-3000V сток-исток. Мощные MOSFETs обычно используются до 200 V.

Входные характеристики полевых транзисторов

Рассмотрим вначале

n ‑канальный МОП‑транзистор, биполярным аналогом которого является n‑p‑n – транзистор.

α) n-канальный МОП транзистор б) биполярный n-р-n транзистор

В нормальном режиме сток (или соответствующий ему коллектор) имеет положительный потенциал относительно истока (эмиттера). Ток от стока к истоку отсутствует, пока на затвор (базу) не будет подано положительное по отношению к истоку напряжение. В последнем случае затвор становится «прямосмещенным», и возникает ток стока, который весь проходит к истоку.

Подобно

n‑p‑n ‑транзистору, полевой транзистор имеет большое приращение полного сопротивления стока. В результате чего, при напряжении U_СИ свыше 1–2 В, ток стока почти не меняется. Подобно биполярному транзистору, чем больше смещение затвора полевого транзистора относительно истока, тем больше ток стока. В любом случае поведение полевого транзистора ближе к идеальным устройствам, по сравнению с биполярным. Согласно уравнению Эберса‑Молла у биполярных транзисторов должны быть превосходные характеристики выходной проводимости, но эти идеальные характеристики не достигаются из‑за эффекта Эрли.

Зеркальным отображением n ‑канального МОП‑транзистора является

p ‑канальный МОП‑транзистор. Его характеристики симметричны и напоминают характеристики р‑n‑р – транзистора. Сток нормально имеет отрицательное смещение по отношению к истоку. Ток стока будет проходить, если на затвор подать отрицательное по отношению к истоку напряжение не менее одного‑двух вольт.

Симметрия несовершенна, поскольку носителями являются не электроны, а дырки с меньшей «подвижностью» и «временем жизни неосновных носителей».

Отсюда следует, что

p ‑канальные полевые транзисторы имеют обычно более плохие характеристики, а именно более высокое пороговое напряжение, более высокое R_вкл и меньший ток насыщения.

У МОП‑транзисторов (металл‑окисел‑полупроводник) затвор изолирован от проводящего канала тонким слоем SiO

₂ (стекла), наращенного на канал.

Затвор, который может быть металлическим или легированным полупроводником, действительно изолирован от цепи исток‑сток (характеристическое сопротивление > 10

¹⁴ Ом) и действует на проводимость канала только своим электрическим полем. Отсюда название МОП‑транзистора — полевые транзисторы с изолированным затвором. Изолирующий слой довольно тонкий, обычно его толщина не превышает длины волны видимого света, и он может выдержать напряжение затвора до ±20 В и более.

Управляющее напряжение воздействует на плотность носителей заряда в инверсионном слое под затвором. Этот слой образует проводящий канал между истоком и стоком и тем самым делает возможным протекание тока в канале.

МОП‑транзисторы просты в применении, поскольку на затвор можно подавать напряжение любой полярности относительно истока, и при этом через затвор не будет проходить никакой ток. Эти транзисторы, однако, в большой степени подвержены повреждениям от статического электричества, вы можете вывести из строя устройство на МОП‑транзисторах буквально одним прикосновением.

Символическое изображение МОП‑транзистора показано на рисунке

a) – n канальный и б) – p канальный МОП транзисторы

Здесь представлен дополнительный вывод, «тело» или «подложка» ‑ кусок кремния, на котором выполнен полевой транзистор. Так как подложка образует с каналом диодное соединение, напряжение на ней должно быть ниже напряжения проводимости. Она может быть соединена с истоком или с точкой схемы, в которой напряжение ниже (выше), чем у истока

n ‑канального (р ‑канального) МОП‑транзистора.

Обычно на схемах вывод подложки не показывается.

В

полевом транзисторе с управляющим p-n переходом (JFET) управляющее напряжение влияет на протяженность запорного слоя в закрывающем направлении рабочего p-n перехода. Это приводит к изменению площади сечения и, следовательно, проводимости канала между стоком и истоком

Поскольку затвор не отделен от канала, p-n переход может быть смещен в прямом направлении.

Отсюда следствие, что

в полевом транзисторе с p‑n‑переходом во избежание прохождения тока через затвор последний не должен быть смещен в прямом направлении относительно канала. Т.е. у n ‑канального полевого транзистора с p‑n ‑переходом диодная проводимость будет наблюдаться по мере того, как напряжение на затворе приближается к 0,6-4 В по отношению к концу канала с более отрицательным потенциалом (обычно это исток). Поэтому затвор работает смещенным в обратном направлении по отношению к каналу. И в цепи затвора нет никакого тока, кроме тока утечки.

Схемные изображения полевого транзистора с

p‑n ‑переходом представлены на рисунке

a) – n канальный и б) – p канальный полевой транзистор с p n переходом.

Полевые транзисторы (как с

p‑n ‑переходом, так и МОП‑транзисторы) почти симметричны, но обычно они изготавливаются таким образом, чтобы получить емкость между стоком и затвором меньше, чем емкость между истоком и затвором. Вследствие чего использовать сток в качестве выходного вывода предпочтительнее.

Обогащение, обеднение N ‑ канальный МОП‑транзистор не проводит ток при нулевом (или отрицательном) смещении затвора и начинает проводить, когда затвор положительно смещен относительно истока. Этот тип полевого транзистора известен как полевой транзистор обогащенного типа.

Имеется и другая возможность изготовления

n ‑ канального полевого транзистора, когда полупроводник канала «легирован». В этом случае даже при нулевом смещении затвора имеется значительная проводимость канала, и на затвор должно быть подано обратное смещение в несколько вольт для отсечки тока стока.

Такой полевой транзистор известен как транзистор обедненного типа.

МОП‑транзисторы могут быть изготовлены любой разновидности, поскольку здесь нет ограничения на полярность затвора. Однако полевые транзисторы с

p‑n ‑переходом допускают лишь одну полярность смещения затвора, и поэтому их выпускают только обедненного типа.

График зависимости тока стока от напряжения затвор‑исток при фиксированном значении напряжения стока приведен на рисунке ниже.

Обогащенные (1) и обедненные (2) полевые транзисторы отличаются только сдвигом напряжения затвор исток

МОП‑транзистор обогащенного типа не проводит ток, пока напряжение затвора не станет положительным (для

n ‑канальных) по отношению к истоку. В то время как ток стока МОП‑транзистора обедненного типа будет близок к максимальному при напряжении затвора, равном напряжению истока. В некотором смысле такое разбиение на две категории является искусственным, поскольку два графика на рисунке выше отличаются только на сдвиг по оси U_ЗИ.

Полевые транзисторы с

р‑n ‑переходом – это всегда приборы обедненного типа и смещение затвора относительно истока не должно быть больше приблизительно +0,5 В (для n ‑канала). Иначе появится проводимость в диодном переходе затвор‑канал. МОП‑транзисторы могут быть обогащенными или обедненными, но на практике редко можно встретить последние. Во всех практически встречающихся случаях мы имеем дело только с полевыми транзисторами с p‑n ‑ переходом обедненного типа, либо с обогащенными МОП‑транзисторами. И те и другие могут быть любой полярности, т. е. n ‑канальными или p ‑канальными.

Таким образом, можно выделить

шесть основных типов полевых транзисторов. Их графические условные обозначения показаны ниже.

n-канальный МОП транзистор с изолированным затвором (обогащенный)p-канальный МОП транзистор с изолированным затвором (обогащенный)n-канальный МОП транзистор с изолированным затвором (обедненный)p-канальный МОП транзистор с изолированным затвором (обедненный)n-канальный полевой транзистор с управляющим р-n переходомp-канальный полевой транзистор с управляющим р-n переходом

Вовсе не обязательно запоминать свойства каждого из представленных типов полевых транзисторов, поскольку они в основном одинаковы.

Во‑первых, при заземленном истоке полевой транзистор включается (переходит в проводящее состояние) путем смещения напряжения затвора в сторону напряжения питания стока. Это верно как для всех типов полевых транзисторов, так и для биполярных транзисторов. Например, для

n ‑канального полевого транзистора с р‑n ‑переходом (который, разумеется, является обедненным) используется положительное напряжение питания стока, как и для всех n ‑канальных приборов. Таким образом, этот полевой транзистор включается положительным смещением затвора. Здесь есть тонкость, состоящая в том, что у приборов обедненного типа для получения нулевого тока стока затвор должен иметь обратное смещение. В то время как у приборов обогащенного типа достаточно для этой цели нулевого напряжения на затворе.

Во‑вторых, в связи с примерной симметрией истока и стока любой из этих выводов может работать как исток (исключение составляют мощные МОП‑транзисторы, у которых подложка внутри корпуса соединена с истоком).

При изучении работы полевого транзистора, а также при расчетах, за исток принимается вывод, наиболее «удаленный» по напряжению от активного питания стока.

Например, допустим, что полевой транзистор используется для замыкания на землю некоторой линии, в которой присутствуют как положительные, так и отрицательные сигналы. Обычно такая линия подключается к стоку полевого транзистора. Если в качестве ключа взят

n ‑канальный МОП‑транзистор обогащенного типа и если случится, что в выключенном состоянии напряжение на стоковом выводе будет отрицательным, то для подсчета отпирающего напряжения затвора этот вывод следует считать в действительности «истоком». Это означает, что для обеспечения надежного запирания ключа отрицательное напряжение на затворе должно быть не только уровня «земли», но и превышать (по абсолютной величине) наибольший отрицательный сигнал.

Характеристики, приведенные на рисунке ниже, помогут разобраться в этих запутанных вопросах.

Характеристики полевых транзисторов различных типов и полярностей 1 – обогащенный p канальный МОП транзистор; 2 – обогащенный n канальный МОП транзистор; 3 – n- канальный полевой транзистор с p-n переходом; 4 – p -канальный полевой транзистор с p-n переходом.

Для полевого транзистора с

p‑n ‑переходом напряжение затвор‑исток, при котором ток стока становится равен нулю, называется «напряжением отсечки» (U_отс) или «напряжением выключения» (U_{ЗИ выкл}). Типичное его значение лежит в диапазоне от –3 до –10 В (для p ‑канального прибора оно, разумеется, положительное).

Для обогащенного МОП‑транзистора аналогичная величина называется «пороговое напряжение»,

U_th (или U_{ЗИ пор}), – это напряжение перехода затвор‑исток, при котором начинает проходить ток стока. Типичная величина U_th составляет 0,5–5 В, разумеется, в «прямом» направлении.

Еще раз отметим, что разница между обогащенными и обедненными приборами выражается только в сдвиге вдоль оси

U_ЗИ. Т. е. имеется ли большой ток стока или нет совсем никакого тока при напряжении затвора равном напряжению истока. Полевые n ‑канальные и p ‑канальные транзисторы симметричны друг другу в том же смысле, в каком являются таковыми биполярные n‑р‑n ‑ и p‑n‑p ‑транзисторы.

Для полевых транзисторов с

p‑n ‑переходом величина тока стока при замкнутых накоротко затворе и истоке обозначается в спецификациях как I_{СИ нач}(ток от стока к истоку при короткозамкнутых затворе и истоке). Величина I_{СИ нач} близка к величине максимально допустимого тока стока.

Для обогащенных МОП‑транзисторов аналогичной спецификацией является

I_СИ_вкл, при некотором заданном напряжении прямого смещения затвора. I_{СИ нач} у любого прибора с обогащением был бы равен нулю.

Выходные характеристики полевых транзисторов

Полевые транзисторы ведут себя как хорошие преобразователи проводимости (т. е.

I_C почти не изменяется при заданном U_ЗИ) практически во всем диапазоне изменения U_СИ. Исключением являются его малые значения, где они проявляют себя как сопротивление (т. е. I_С пропорционален U_СИ).

В обоих случаях приложенное к переходу затвор‑исток напряжение управляет поведением полевого транзистора, которое хорошо можно описать аналогом уравнения Эберса‑Молла для полевого транзистора. Посмотрим на эти две области более подробно.

Нарастание тока стока

В обеих областях ток стока зависит от

U_ЗИ ‑ U_th, величины, на которую напряжение затвор‑исток превышает пороговое напряжение (или напряжение отсечки). Линейная область, в которой ток стока приблизительно пропорционален U_ЗИ, простирается до напряжения U_ЗИнас, после чего ток стока почти не изменяется. Крутизна наклона линейного участка, I_С /U_СИ, пропорциональна напряжению смещения, U_ЗИ ‑ U_th. Далее, напряжение стока U_СИнас, при котором кривая «выходит на насыщение», равно U_ЗИ ‑ U_th, в результате чего ток насыщения, U_Снас, становится пропорционален (U_ЗИ ‑ U_П )² – квадратичный закон, о котором мы упоминали ранее.

Итак, имеем универсальные формулы для определения тока стока полевого транзистора:

I_С = 2k[(U_СИ – U_th )U_СИ – 0,5U²_СИ ] (линейный участок)

I_С = k[(U_ЗИ – U_th )² (участок насыщения)

Если мы назовем (

U_ЗИ–U_th₎ (величину, на которую напряжение затвор‑исток превышает порог) «напряжением возбуждения затвора», то можно сформулировать три важных результата из сказанного:

а) удельное сопротивление полевого транзистора в линейной области обратно пропорционально напряжению возбуждения

б) линейный участок простирается вплоть до напряжения, равного напряжению возбуждения

в) ток насыщения стока пропорционален напряжению возбуждения в квадрате.

Приведенные выражения предполагают, что подложка соединена с истоком. Обратите внимание на то, что «линейный участок» не является строго линейным, поскольку формула содержит нелинейный член

U²_СИ.

Масштабный коэффициент

k зависит от таких параметров, как геометрия полевого транзистора, емкость слоя окисла и подвижность носителей. У этой постоянной отрицательный температурный коэффициент:

k ~ T ^‑3/2.

Этот эффект сам по себе приводил бы к уменьшению

I_С с увеличением температуры. Однако это компенсируется тем, что U_th также в слабой степени зависит от температуры с коэффициентом 2–5 мВ/°С.

При больших токах стока убывание коэффициента к с ростом температуры влечет уменьшение тока стока! Как следствие этого, полевые транзисторы какого‑нибудь одного типа могут быть соединены параллельно без токовыравнивающих резисторов.

В отличие от биполярных транзисторов, где «резисторный балласт» в цепях эмиттеров необходим. Этот же отрицательный температурный коэффициент предотвращает также тепловую гонку на локальном участке перехода (эффект, известный под названием «прогиб тока»). При малых токах стока (когда доминирует температурная зависимость U_th) I_С растет с ростом температуры и точка перехода от возрастания к убыванию находится при некотором промежуточном значении тока стока. Этот эффект используется в операционных усилителях на полевых транзисторах для минимизации температурного дрейфа.

Разброс характеристик

Полевые транзисторы уступают биполярным транзисторам в предсказуемости

U_ЗИ, т. е. значения U_ЗИ, обеспечивающие заданный I_С, имеют большой разброс. Приборы, обладающие большим разбросом, будут давать больший сдвиг (напряжение небаланса), если их применять в качестве дифференциальных пар.

Например, типичный серийный биполярный транзистор дает разброс U_БЭ в 50 мВ или около того при некотором заданном токе коллектора без всякого отбора транзисторов. Соответствующая цифра для МОП‑транзисторов – более 1 В! Но поскольку полевые транзисторы обладают весьма желательными характеристиками, имеет смысл затратить некоторые дополнительные усилия для уменьшения сдвига путем изготовления согласованных пар.

Хотя полевые транзисторы не могут сравняться с биполярными транзисторами в согласованности

U_ЗИ, их параметры вполне пригодны для большинства применений. Например, наилучшим образом согласованная пара полевого транзистора имеет сдвиг 0,5 мВ и температурный коэффициент 5 мкВ/°С (макс). В то время как у лучшей биполярной пары эти значения будут 25 мкВ и 0,6 мкВ/°С, грубо говоря, в 10 раз лучше.

Операционные усилители (универсальные дифференциальные усилители с высоким коэффициентом усиления) выпускаются как на полевых, так и на биполярных транзисторах.

Для высокоточных применений лучше выбрать ОУ с биполярной «начинкой» (ввиду тесного согласования входных транзисторов по U_БЭ). В то время как ОУ с входом на полевых транзисторах, очевидно, является наилучшим выбором для высокоомных схем (их входы – затворы полевого транзистора – не потребляют тока).

Возможно Вам будет интересно:

Полевые транзисторы (ПТ) MOSFET (Полупроводниковые триоды) Отличие…

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про полевые транзисторы, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое полевые транзисторы, полевой транзистор, полупроводниковые триоды, mosfet, мосфет, мосфеты, тесты по транзисторам, графеновый полевой транзистор , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

Полевой (униполярный) транзистор MOSFET (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor) ( мосфет ) — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Область, из которой носители заряда уходят в канал, называется истоком, область, в которую они входят из канала, называется стоком, электрод, на который подается управляющее напряжение, называется затвором.

полупроводниковые триоды , называемые транзисторами, служат для тех же целей, что и ламповые триоды, т. е. для усиления и генерирования колебаний, но они по сравнению с электронными лампами обладают рядом преимуществ: очень большим сроком службы, малыми размерами, большой механической прочностью, отсутствием расхода энергии на накал, незначительным собственным потреблением энергии.
Полупроводниковый триод представляет собой пластинку из кремния или германия, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда обладают одинаковым типом проводимости, а средняя — противоположной проводимостью.

История создания полевых транзисторов

Схема полевого транзистора

В 1953 году Дейки и Росс предложили и реализовали конструкцию полевого транзистора — с управляющим p-n-переходом.

Впервые идея регулировки потока основных носителей электрическим полем в транзисторе с изолированным затвором была предложена Лилиенфельдом в 1926—1928 годах. Однако трудности в реализации этой идеи на практике позволили создать первый работающий прибор только в 1960 году. В 1966 году Карвер Мид (англ.)русск. усовершенствовал эту конструкцию, шунтировав электроды такого прибора диодом Шоттки.

В 1977 году Джеймс Маккаллахем из Bell Labs установил, что использование полевых транзисторов может существенно увеличить производительность существующих вычислительных систем.

полевые транзисторы (ПТ)

полевой транзистор – полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей заряда, протекающих через проводящий канал, управляемый электрическим полем.
Ток определяется движением основных носителей только одного заряда.

Полевой транзистор название электродов

Исток – электрод, через который в проводящий канал втекают носители заряда;
Сток — электрод, через который из проводящего канала вытекают носители заряда;
Канал – область в полупроводнике, где регулируется поток основных зарядов;
Затвор — электрод, на который подается электрический сигнал для управления значением тока через проводящий канал.

Рис. 1. Конструкция полевого транзистора с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа
а) с затвором со стороны подложки;
b) с диффузионным затвором.

Типы полевых транзисторов
1.Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
n — канальный

p — канальный

2. МДП (МОП) транзисторы
С встроенным каналом

С индуцированным каналом

Схемы включения Полевых Транзисторов
С общим истоком

Вольтамперные характеристики полевого транзистора

с управляющим p-n переходом

Основные параметры ПТ

• Крутизна стоко-затворной характеристики (СЗХ)
при Uси = const

S = (∆ Ic /∆ Uзи )

• Дифференциальное сопротивление стока (канала) на участке насыщения
при Uзи = const

Rс = (∆Ucи /∆ Ic)

Параметры полевых и биполярных транзисторов
Параметры

Различие между биполярными и полевыми транзисторами

Упревление током или полем?

Большинству людей, так или иначе сталкивающемуся с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.

Ток и поле — различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.

Полевые транзисторы быстрее

Какие транзисторы лучше полевые или биполярные? Достоинство полевых транзисторов, по сравнению с биполярными, налицо: полевые транзисторы обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току, и даже управление на высокой частоте не приводит к значительным затратам энергии.

Разная реакция на нагрев

Если биполярный транзистор в процессе работы устройства нагревается, то ток коллектор-эмиттер увеличивается, то есть температурный коэффициент сопротивления у биполярных транзисторов отрицательный.

У полевых же все наоборот — температурный коэффициент сток-исток положительный, то есть с ростом температуры растет и сопротивление канала, то есть ток сток-исток уменьшается. Это обстоятельство дает полевым транзистором еще одно преимущество перед биполярными: полевые транзисторы можно без опаски соединять параллельно, и не потребуются выравнивающие резисторы в цепах их стоков, поскольку в соответствии с ростом нагрузки станет автоматически расти и сопротивление каналов.

Сферы применения тех и других транзисторов

Полевые побеждают

Выдающиеся примеры устройств, построенных на полевых транзисторах, — наручные электронные часы и пульт дистанционного управления для телевизора. За счет применения КМОП-структур эти устройства могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания — батарейки или аккумулятора, потому что практически не потребляют энергии.

Классификация полевых транзисторов

Виды полевых транзисторов и их обозначение на принципиальных схемах

Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором, так называемые МДП («металл-диэлектрик-полупроводник»)-транзисторы, которые также называют МОП («металл-оксид-полупроводник»)-транзисторами, причем последние подразделяют на транзисторы со встроенным каналом и приборы с индуцированным каналом.

К основным параметрам полевых транзисторов причисляют: входное сопротивление, внутреннее сопротивление транзистора, также называемое выходным, крутизну стокозатворной характеристики, напряжение отсечки и некоторые другие.

графеновый полевой транзистор

Графеновый полевой транзистор — транзистор из графена, который использует электрическое поле, создаваемое затвором для управления проводимостью канала . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . На сегодняшний момент не существует промышленного способа получения графена, но предполагается, что его хорошая проводимость поможет создать транзисторы с высокой подвижностью носителей и по этому показателю превзойти подвижность в полевых транзисторах на основе кремниевой технологии, тем самым сможет работать на более высокиз частотах.

Созданные полевые транзисторы не совершенны и обладают большими токами утечки (из-за того, что графен — полуметалл), хотя модуляция проводимости может быть существенной^.

Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом

Сток-затворная характеристика (слева) и семейство стоковых характеристик (справа) полевого транзистора с затвором в виде p-n перехода и каналом n-типа.
— напряжение затвор-сток;
— напряжение сток-исток;
— ток стока или истока;
— запирающее напряжение затвора, или напряжение отсечки.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом (JFET) — это полевой транзистор, в котором пластина из полупроводника, например p-типа (Рис. 1), имеет на противоположных концах электроды (исток и сток), с помощью которых она включена в управляемую цепь. Управляющая цепь подключается к третьему электроду (затвору) и образуется областью с другим типом проводимости, в примере на рисунке — n-типом.

Источник постоянного смещения, включенный во входную цепь, создает на единственном p-n-переходе обратное (запирающее) напряжение. Во входную цепь также включается и источник усиливаемого сигнала. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, в связи с чем меняется толщина обедненного слоя, то есть изменяется площадь поперечного сечения области в криcталле, через которую проходит поток основных носителей заряда. Эта область называется каналом.

Электроды полевого транзистора называются:

исток (англ. source) — электрод, из которого в канал входят основные носители заряда;
сток (англ. drain) — электрод, через который из канала уходят основные носители заряда;
затвор (англ. gate) — электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала.

Тип полупроводниковой проводимости канала может быть как n-, так и p-типа. По типу проводимости канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.

Управление током и напряжением на нагрузке, включенной последовательно к каналу полевого транзистора и источнику питания, осуществляется изменением входного напряжения, вследствие чего изменяется обратное напряжение на p-n-переходе, что ведет к изменению толщины запирающего (обедненного) слоя. При некотором запирающем напряжении {\displaystyle V_{P}} площадь поперечного сечения канала станет равной нулю и ток через канал транзистора станет весьма малым.

Так как обратный ток p-n-перехода весьма мал, в статическом режиме или при низких рабочих частотах мощность, отбираемая от источника сигнала, ничтожно мала. При высоких частотах ток, отбираемый от источника сигнала, может быть значительным и идет на перезаряд входной емкости транзистора.

Таким образом, полевой транзистор по принципу управления током аналогичен электровакуумной лампе — триоду, но по виду сток-истоковых вольт-амперных характеристик близок к электровакуумному пентоду. При такой аналогии исток в полевом транзисторе подобен катоду вакуумного триода, затвор — сетке, сток — аноду. При этом существуют и отличия, например:

в транзисторе отсутствует катод, который требует подогрева;
любую из функций истока и стока может выполнять любой из этих электродов;
существуют полевые транзисторы как с n-каналом, так и с p-каналом, что используется при производстве комплементарных пар транзисторов.

От биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем. Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, что связано с обратным смещением p-n-перехода затвора в рассматриваемом типе полевых транзисторов. В-третьих, полевые транзисторы обладают низким уровнем шума (особенно на низких частотах) по сравнению с биполярными транзисторами, так как в полевых транзисторах нет инжекции неосновных носителей заряда и канал полевого транзистора может быть выполнен внутри полупроводникового кристалла. Процессы рекомбинации носителей в p-n-переходе и в базе биполярного транзистора, а также генерационно-рекомбинационные процессы на поверхности кристалла полупроводника порождают низкочастотные шумы.

Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)

Рис. 2. Устройство полевого транзистора с изолированным затвором.
a) — с индуцированным каналом, b) — со встроенным каналом

Полевой транзистор с изолированным затвором (MOSFET) — это полевой транзистор, затвор которого электрически изолирован от канала слоем диэлектрика.

В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две сильно легированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильно легированными областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика используется слой диоксида кремния SiO2, выращенный на поверхности кристалла кремния путем высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесен металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами.

Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 1010…1014 Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 107…109), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.

Существуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом.

В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2, а) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определенной полярности и при определенном значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (UЗИпор).

В МДП-транзисторах со встроенным каналом (рис. 2, б) у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.

Изображенные на рис. 2 структуры полевых транзисторов с изолированным затвором имеют подложку с электропроводностью n-типа. Поэтому сильнолегированные области под истоком и стоком, а также индуцированный и встроенный канал имеют электропроводность p-типа. Если же аналогичные транзисторы созданы на подложке с электропроводностью p-типа, то канал у них будет иметь электропроводность n-типа.

МДП-транзисторы с индуцированным каналом

При напряжении на затворе относительно истока, равном нулю, и при подаче напряжения на сток, — ток стока оказывается ничтожно малым. Он представляет собой обратный ток p-n-перехода между подложкой и сильнолегированной областью стока. При отрицательном потенциале на затворе (для структуры, показанной на рис. 2, а) в результате проникновения электрического поля через диэлектрический слой в полупроводник при малых напряжениях на затворе (меньших UЗИпор) у поверхности полупроводника под затвором возникает обедненный основными носителями слой эффект поля и область объемного заряда, состоящая из ионизированных нескомпенсированных примесных атомов. При напряжениях на затворе, больших UЗИпор, у поверхности полупроводника под затвором возникает инверсный слой, который и является каналом p-типа, соединяющим исток со стоком. Толщина и поперечное сечение канала будут изменяться с изменением напряжения на затворе, соответственно будет изменяться и ток стока, то есть ток в цепи нагрузки и относительно мощного источника питания. Так происходит управление током стока в полевом транзисторе с изолированным затвором и с индуцированным каналом.

В связи с тем, что затвор отделен от подложки диэлектрическим слоем, ток в цепи затвора ничтожно мал, мала и мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора и необходимая для управления относительно большим током стока. Таким образом, МДП-транзистор с индуцированным каналом может производить усиление электромагнитных колебаний по напряжению и по мощности.

Принцип усиления мощности в МДП-транзисторах можно рассматривать с точки зрения передачи носителями заряда энергии постоянного электрического поля (энергии источника питания в выходной цепи) переменному электрическому полю. В МДП-транзисторе до возникновения канала почти все напряжение источника питания в цепи стока падало на полупроводнике между истоком и стоком, создавая относительно большую постоянную составляющую напряженности электрического поля. Под действием напряжения на затворе в полупроводнике под затвором возникает канал, по которому от истока к стоку движутся носители заряда — дырки. Дырки, двигаясь по направлению постоянной составляющей электрического поля, разгоняются этим полем и их энергия увеличивается за счет энергии источника питания, в цепи стока. Одновременно с возникновением канала и появлением в нем подвижных носителей заряда уменьшается напряжение на стоке, то есть мгновенное значение переменной составляющей электрического поля в канале направлено противоположно постоянной составляющей. Поэтому дырки тормозятся переменным электрическим полем, отдавая ему часть своей энергии.

МДП-транзисторы со встроенным каналом

Рис. 3. Выходные статические характеристики (a) и сток-затворная характеристика (b) МДП-транзистора со встроенным каналом.

В данной схеме в качестве нелинейного элемента используется МДП транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом.

В связи с наличием встроенного канала в таком МДП-транзисторе (рис. 2, b), при подаче напряжения на сток, ток стока оказывается значительным даже при нулевом напряжении на затворе (рис. 3, b). Поперечное сечение и проводимость канала будут изменяться при изменении напряжения на затворе как отрицательной, так и положительной полярности. Таким образом, МДП-транзистор со встроенным каналом может работать в двух режимах: в режиме обогащения и в режиме обеднения канала носителями заряда. Эта особенность МДП-транзисторов со встроенным каналом отражается и на смещении выходных статических характеристик при изменении напряжения на затворе и его полярности (рис. 3).

Статические характеристики передачи (рис. 3, b) выходят из точки на оси абсцисс, соответствующей напряжению отсечки UЗИотс, то есть напряжению между затвором и истоком МДП-транзистора со встроенным каналом, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения.

Формулы расчета в зависимости от напряжения UЗИ

1. Транзистор закрыт

Пороговое значение напряжения МДП транзистора

2. Параболический участок.

-удельная крутизна передаточной характеристики транзистора.

3. Дальнейшее увеличение приводит к переходу на пологий уровень.

— Уравнение Ховстайна.

МДП-структуры специального назначения

В структурах типа металл-нитрид-оксид-полупроводник (МНОП) диэлектрик под затвором выполняется двухслойным: слой оксида SiO2 и толстый слой нитрида Si3N4. Между слоями образуются ловушки электронов, которые при подаче на затвор МНОП-структуры положительного напряжения (28—30 В) захватывают туннелирующие через тонкий слой SiO2 электроны. Образующиеся отрицательно заряженные ионы повышают пороговое напряжение, причем их заряд может храниться до нескольких лет при отсутствии питания, так как слой SiO2 предотвращает утечку заряда. При подаче на затвор большого отрицательного напряжения (28…30 В), накопленный заряд рассасывается, что существенно уменьшает пороговое напряжение.

Структуры типа металл-оксид-полупроводник (МОП) с плавающим затвором и лавинной инжекцией (ЛИЗМОП) имеют затвор, выполненный из поликристаллического кремния, изолированный от других частей структуры. Лавинный пробой p-n-перехода подложки и стока или истока, на которые подается высокое напряжение, позволяет электронам проникнуть через слой окисла на затвор, вследствие чего на нем появляется отрицательный заряд. Изолирующие свойства диэлектрика позволяют сохранять этот заряд десятки лет. Удаление электрического заряда с затвора осуществляется с помощью ионизирующего ультрафиолетового облучения кварцевыми лампами, при этом фототок позволяет электронам рекомбинировать с дырками.

В дальнейшем были разработаны структуры запоминающих полевых транзисторов с двойным затвором. Встроенный в диэлектрик затвор используется для хранения заряда, определяющего состояние прибора, а внешний (обычный) затвор, управляемый разнополярными импульсами для ввода или удаления заряда на встроенном (внутреннем) затворе. Так появились ячейки, а затем и микросхемы флэш-памяти, получившие в наши дни большую популярность и составившие заметную конкуренцию жестким дискам в компьютерах.

Для реализации сверхбольших интегральных схем (СБИС) были созданы сверхминиатюрные полевые микротранзисторы. Они делаются с применением нанотехнологий с геометрическим разрешением менее 100 нм. У таких приборов толщина подзатворного диэлектрика доходит до нескольких атомных слоев. Используются различные, в том числе трехзатворные структуры. Приборы работают в микромощном режиме. В современных микропроцессорах корпорации Intel число приборов составляет от десятков миллионов до 2 миллиардов. Новейшие полевые микротранзисторы выполняются на напряженном кремнии, имеют металлический затвор и используют новый запатентованный материал для подзатворного диэлектрика на основе соединений гафния .

В последние четверть века бурное развитие получили мощные полевые транзисторы, в основном МДП-типа. Они состоят из множества маломощных структур или из структур с разветвленной конфигурацией затвора. Такие ВЧ и СВЧ приборы впервые были созданы в СССР специалистами НИИ «Пульсар» Бачуриным В. В. (кремниевые приборы) и Ваксембургом В. Я. (арсенид-галлиевые приборы) Исследование их импульсных свойств было выполнено научной школой проф. Дьяконова В. П. (Смоленский филиал МЭИ). Это открыло область разработки мощных ключевых (импульсных) полевых транзисторов со специальными структурами, имеющих высокие рабочие напряжения и токи (раздельно до 500—1000 В и 50-100 А). Такие приборы нередко управляются малыми (до 5 В) напряжениями, имеют малое сопротивление в открытом состоянии (до 0,01 Ом) у сильноточных приборов, высокую крутизну и малые (в единицы-десятки нс) времена переключения. У них отсутствует явление накопления носителей в структуре и явление насыщения, присущее биполярным транзисторам. Благодаря этому мощные полевые транзисторы успешно вытесняют мощные биполярные транзисторы в области силовой электроники малой и средней мощности .

За рубежом в последние десятилетия стремительно развивается технология транзисторов на высокоподвижных электронах (ТВПЭ), которые широко используются в СВЧ устройствах связи и радионаблюдения. На основе ТВПЭ создаются как гибридные, так и монолитные микроволновые интегральные схемы. В основе действия ТВПЭ лежит управление каналом с помощью двумерного электронного газа, область которого создается под контактом затвора благодаря применению гетероперехода и очень тонкого диэлектрического слоя — спейсера .

Схемы включения полевых транзисторов

Полевой транзистор в каскаде усиления сигнала можно включать по одной из трех основных схем: с общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС) и общим затвором (ОЗ).

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим истоком

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим стоком

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n-переходом с общим затвором

На практике в усилительных каскадах чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ). Каскад с общим истоком дает большое усиление по мощности. Но, с другой стороны, этот каскад наиболее низкочастотный из-за вредного влияния эффекта Миллера и существенной входной емкости затвор-исток (Сзи).

Схема с ОЗ аналогична схеме с общей базой (ОБ). В этой схеме ток стока равен току истока, поэтому она не дает усиления по току, и усиление по мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем он имеет специфическое практическое применение в усилительной технике. Преимущество такого включения — практически полное подавление эффекта Миллера, что позволяет увеличить максимальную частоту усиления и такие каскады часто применяются при усилении СВЧ.

Каскад с ОС аналогичен каскаду с общим коллектором (ОК) для биполярного транзистора — эмиттерным повторителем. Такой каскад часто называют истоковым повторителем. Коэффициент усиления по напряжению в этой схеме всегда немного меньше 1, а коэффициент усиления по мощности занимает промежуточное значение между ОЗ и ОИ. Преимущество этого каскада — очень низкая входная паразитная емкость и его часто используют в качестве буферного разделительного каскада между высокоомным источником сигнала, например, пьезодатчиком и последующими каскадами усиления. По широкополосным свойствам этот каскад также занимает промежуточное положение между ОЗ и ОИ.

Области применения полевых транзисторов

КМОП-структуры, строящиеся из комплементарной пары полевых транзисторов с каналами разного (p- и n-) типа, широко используются в цифровых и аналоговых интегральных схемах.

За счет того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения приложенного к затвору), а не током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).

В настоящее время полевые транзисторы находят все более широкое применение в различных радиоустройствах, где с успехом заменяют биполярные. Их применение в радиопередающих устройствах позволяет увеличить частоту несущего сигнала, обеспечивая такие устройства высокой помехоустойчивостью. Обладая низким сопротивлением в открытом состоянии, находят применение в оконечных каскадах усилителей мощности звуковых частот высокой мощности (Hi-Fi), где с успехом заменяют биполярные транзисторы и электронные лампы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) — приборы, сочетающие биполярные и полевые транзисторы, — находят применение в устройствах большой мощности, например в устройствах плавного пуска, где успешно вытесняют тиристоры.

Тесты для самопроверки по теме полевой транзистор

1 Полевой транзистор имеет следующие выводы:

А – база, исток, затвор
B – коллектор, сток, база
C – база, эмиттер, исток
D – сток, исток, затвор

2 Полевой транзистор — это прибор, управляемый:

1) током;
2) напряжением;
3) электрически полем;
4) сопротивлением;
5) магнитным полем.

3 Условное обозначение полевого транзистора с управляющим р-п-переходом и н-каналом:

1) а
2) б
3) в
4) г
5) д

4. Условное обозначение полевого транзистора с встроенным р-каналом:

1) а
2) б
3) в
4) г
5) д

5. Уравнение нагрузочной линии для схемы включения общий исток (ОИ) с нагрузочным сопротивлением в цепи стока полевого транзистора Rc и напряжением питания Е определяется выражением:

1) Е + Ucli + Ic Rc = 0;
2) E + Ucn=Ic R,;
3) E + IcliRc=U ;
4) E = Ucll +IC RC.

6 Полевые транзисторы по сравнению с биполярными имеют:

1) низкое входное сопротивление;
2) высокое входное сопротивление;
3) входную характеристику в виде зависимости входного тока от входного напряжения;
4) параметр, характеризующий усилительные свойства — коэффициент усиления тока.
7 Выберите вольтамперные характеристики (передаточную и выходные) полевого транзистора с управляющим р-п-переходом с р-каналом

8 К основным преимуществам полевого транзистора можно отнести:

а) большое входное сопротивление по постоянному току;
б) высокая технологичность;
в) низкая температурная стабильность характеристик;
г) коэффициент усиления по постоянному току стремится к нулю;
д) малое выходное сопротивление;
е) маленькое входное сопротивление по постоянному току.

9. Передаточная характеристика полевого транзистора — это зависимость:

1) тока базы от напряжения на коллекторе;
2) напряжения стока от напряжения затвора;
3) тока стока от напряжения затвора;
4) тока коллектора от напряжения на коллекторе;
5) тока стока от напряжения между стоком и истоком.

10. Полевой транзистор с п-каналом работает быстрее, чем аналогичный транзистор ср-каналом, потому что:

1) дырки движутся в полупроводнике быстрее электронов;
2) входное сопротивление транзистора с p-каналом больше, чем у транзистора с п-каналом;
3) входная емкость транзистора с p-каналом больше, чем у транзистора с п-каналом;
4) входная емкость транзистора с p-каналом меньше, чем у транзистора с п-каналом;
5) электроны движутся в полупроводнике быстрее дырок;
6) входное сопротивление транзистора с p-каналом меньше, чем у транзистора с п-каналом.

См. также

биполярный транзистор
Органический полевой транзистор
NOMFET nomfet , полевой транзистор с органической памятью ,
КМОП — матрица
SRAM ( память )
Логические элементы
МОП -структура
ТТЛ
igbt , силовые транзистор ,
эффект защелкивания ,
моп-структура , моп ,
кмоп , комплементарная структура металл-оксид-полупроводник ,
транзисторно-транзисторная логика , ттл ,

А как ты думаешь, при улучшении полевые транзисторы, будет лучше нам? Надеюсь, что теперь ты понял что такое полевые транзисторы, полевой транзистор, полупроводниковые триоды, mosfet, мосфет, мосфеты, тесты по транзисторам, графеновый полевой транзистор и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

В чем разница между BJT и FET транзисторами?

Транзистор — это полупроводниковый прибор, используемый для коммутации и усиления. BJT и FET — это два разных типа транзисторов. Помимо того, что они являются транзисторами и оба могут выполнять как переключение, так и усиление, они сильно отличаются друг от друга. Например, BJT — это устройство тока, управляемое током, а FET — это устройство тока, управляемое напряжением. Есть несколько других различий между BJT и FET.

Похожие сообщения:

Разница между диодом и транзистором
В чем разница между транзистором и тиристором (SCR)?

Прежде чем перейти к списку различий между BJT и FET, мы собираемся обсудить основы BJT и FET.

Содержание

BJT (биполярный транзистор)

BJT означает биполярный транзистор. Эти типы транзисторов являются биполярными, что означает, что ток течет из-за двух типов носителей заряда, то есть электронов и дырок. Существует два типа биполярных транзисторов: транзисторы NPN и PNP. Они используются для коммутации, а также усиления слабого сигнала.

BJT состоит из трех чередующихся слоев полупроводниковых материалов P-типа и N-типа. NPN создается путем помещения P-слоя между двумя N-слоями, тогда как PNP создается путем размещения N-слоя между двумя P-слоями. Поскольку есть три чередующихся слоя, в транзисторе BJT есть 2 PN-перехода, поэтому транзистор с переходом имени

. Три вывода транзисторов BJT называются эмиттером, базой и коллектором. Каждый вывод соединен с каждым слоем транзистора. База — это средний слой, который является наиболее слабо легированным слоем из всех. Эмиттер и коллектор сильно легированы, причем эмиттер сравнительно сильно легирован, чем коллектор.

Соединение перехода база-коллектор в обратном направлении и перехода база-эмиттер в прямом смещении позволяет протекать току. В зависимости от типа биполярного транзистора ток, поступающий через базу, обеспечивает ток между коллектором и эмиттером, пропорциональный току базы. Поэтому BJT также известен как токовое устройство, управляемое током.

BJT может работать в 3 областях, т. е. в активной, насыщенной и отсечной области. В активной области он действует как усилитель, где ток коллектора пропорционален току базы. в то время как в области насыщения и отсечки он действует как переключатель для установления или разрыва соединения.

Поскольку вход (база) смещен в прямом направлении, входной импеданс биполярного транзистора очень низок в диапазоне 1 кОм, а выходной импеданс очень высок. Поэтому коэффициент усиления усилителя BJT очень высок по сравнению с FET.

Поскольку ток течет из-за электронов, а также дырок, время восстановления, то есть время, необходимое для выключения и включения, больше по сравнению с полевым транзистором. Поэтому BJT имеет более низкую скорость переключения по сравнению с FET. BJT не подходит для очень высоких частот.

BJT работает, если есть какой-либо базовый ток, т. е. он управляется током, протекающим на его базовой клемме. Поэтому он потребляет энергию во время работы. Из-за этого BJT потребляет больше энергии, которая теряется в виде тепла.

Поэтому BJT очень быстро нагревается и температура также влияет на его работу. Поэтому для нормальной работы его температура должна регулироваться большими радиаторами. BJT зависит от температуры

Разница между DIAC и TRIAC
Разница между транзисторами NPN и PNP

FET (полевой транзистор)

FET означает полевой транзистор. Течение тока в полевом транзисторе связано с потоком только одного типа носителей заряда, то есть электронов или дырок. Поэтому полевой транзистор также известен как униполярный транзистор. Существует два типа полевых транзисторов: JFET (Junction FET) и MOSFET (металло-оксидно-полупроводниковый FET). Эти транзисторы также используются для переключения и усиления в электронных схемах.

Три клеммы полевого транзистора: сток, затвор и исток. В зависимости от конструкции полевые транзисторы бывают двух типов: N-канальные полевые транзисторы и P-канальные полевые транзисторы. Канал относится к пути прохождения тока от истока к терминалу стока. Носители входят в канал через исток и выходят из стока. Между истоком и стоком нет соединений PN. Область ворот сделана из альтернативного материала по сравнению с каналом.

Затвор смещен в обратном направлении, чтобы сформировать область истощения, чтобы образовался канал между стоком и истоком. Что приводит к текущему течению. Увеличение напряжения обратного смещения на затворе увеличивает область обеднения, что приводит к увеличению протекающего тока. Поэтому напряжение на затворе используется для управления выходным током. Поэтому полевой транзистор также известен как устройство тока, управляемое напряжением.

Между клеммами истока и стока очень небольшая разница. Клемма стока должна быть подключена к более положительному напряжению по сравнению с клеммой истока. Следовательно, их можно поменять местами, т. е. сток и исток можно поменять местами, сохранив более положительное напряжение на стоковой клемме.

Основной носитель заряда определяется типом используемого полевого транзистора. N-канальный полевой транзистор использует электроны в качестве носителей заряда, а P-канальный полевой транзистор использует дырки в качестве носителей заряда.

.FET имеет 3 области: активную, насыщенную и отсечку. Полевой транзистор действует как усилитель в активной области и как переключатель в областях насыщения и отсечки.

Поскольку вход (затвор) смещен в обратном направлении, входное сопротивление полевого транзистора очень велико в диапазоне 100 МОм, поэтому ток на выводе затвора отсутствует. И выходное сопротивление низкое. Поэтому FET не имеет очень высокого коэффициента усиления по сравнению с BJT.

Поскольку в полевых транзисторах используется только один тип носителей заряда — электроны или дырки, время восстановления очень быстрое. Поэтому его скорость переключения очень высока, и его можно использовать для очень высокочастотных приложений.

Полевой транзистор не имеет тока в основании или очень незначителен. За счет чего отсутствует потребление энергии при работе. Следовательно, FET потребляет очень мало энергии и более энергоэффективен.

Похожие сообщения:

Биполярный переходной транзистор (BJT) | Строительство, работа, типы и применение
Тиристорный и кремниевый выпрямитель (SCR) – применение тиристоров

Основные различия между BJT и FET

В следующей сравнительной таблице показаны основные различия между BJT и FET транзисторами.

БДЖТ	ФЕТ
BJT означает Биполярный переходной транзистор .	FET стоит Полевой транзистор .
Течение тока связано с течением как большинства, так и неосновных носителей заряда.	Течение тока обусловлено течением основных носителей заряда.
Течение тока обусловлено как электронами, так и дырками, поэтому транзистор называется биполярным.	Течение тока происходит либо за счет электронов, либо за счет дырок, поэтому называется униполярным транзистором.
Существует два типа BJT: NPN и PNP.	Существует два типа полевых транзисторов: JFET и MOSFET, каждый с N- и p-каналом.
Конструкция BJT сравнительно проще.	Конструкция полевого транзистора сравнительно сложна.
3 клеммы называются эмиттер, база и коллектор.	3 клеммы полевого транзистора: исток и сток.
В BJT есть 2 соединения PN.	Нет соединений PN.
Это токовое устройство с регулируемым током.	Это токовый прибор, управляемый напряжением.
Соединение B-E смещено в прямом направлении, а соединение B-C смещено в обратном направлении.	Напряжение затвора смещено в обратном направлении, в то время как напряжение стока остается выше, чем напряжение истока.
BJT имеет очень простое смещение.	Смещение полевого транзистора немного затруднено.
Эмиттер и база не могут быть заменены или заменены местами.	Сток и исток можно поменять местами, так как сток должен быть более положительным.
BJT имеет очень высокий коэффициент усиления.	FET имеет сравнительно низкий коэффициент усиления.
Входное сопротивление очень низкое, порядка 1 кОм.	Входной импеданс очень высок в диапазоне 100 МОм.
Выходной импеданс очень высокий, поэтому высокий коэффициент усиления.	Выходной импеданс очень низкий, следовательно, низкий коэффициент усиления.
На базовой клемме есть ток.	На базовой клемме присутствует незначительный ток.
BJT требует напряжения смещения.	FET не требует напряжения смещения.
Зависит от входного тока. При нормальной работе потребляет большое количество входной энергии.	В зависимости от входного напряжения. При нормальной работе потребляет меньше энергии.
BJT потребляют большую мощность, поэтому не являются энергоэффективными.	FET потребляет меньше энергии, поэтому энергоэффективен.
BJT имеет сравнительно низкую скорость переключения.	FET имеет сравнительно очень высокую скорость переключения.
BJT создает шум в системе.	FET очень бесшумный.
BJT дешевле полевого транзистора.	FET дороже, чем FET.
Размер BJT больше, чем FET.	Полевой транзистор имеет более компактный и меньший размер, чем биполярный транзистор.
BJT имеет отрицательный температурный коэффициент.	FET имеет положительный температурный коэффициент.
Подходит для приложений с низким входным током.	Подходит для приложений с низким входным напряжением.

Похожие сообщения:

Разница между микропроцессором и микроконтроллером
Разница между микропроцессорами 8085 и 8086 — сравнение

Свойства и характеристики биполярных транзисторов и полевых транзисторов

Следующие различные свойства отличают полевые транзисторы и биполярные транзисторы, имеющие разные характеристики и области применения.

Конструкция

BJT имеет очень простую и легкую конструкцию, состоящую из чередующихся слоев полупроводника.
Либо P-слой, либо N-слой расположен между двумя N-слоем или P-слоем соответственно.
FET имеет немного сложную конструкцию.
FET имеет либо N-канал, либо P-канал между затвором P-уровня или N-уровня соответственно.
Канал используется для протекания основных носителей заряда.

PN-переходы

BJT-транзистор имеет два PN-перехода между коллектором и эмиттером.
Одно соединение PN между коллектором и базой, а другое между базой и эмиттером.
Полевой транзистор не имеет PN-перехода между стоком и истоком.

Носитель заряда

BJT использует оба типа носителей заряда для протекания тока.
Во время его работы дырки и электроны текут, проводя ток.
Полевые транзисторы используют только один тип носителей заряда для протекания тока.
Он использует либо дырки в P-канальном полевом транзисторе, либо электроны в N-канальном полевом транзисторе.

Типы

BJT имеет два типа, т. е. PNP и NPN
FET имеет два основных типа: JFET (Junction FET) и MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
Каждый тип полевого транзистора далее классифицируется на основе канала, т. е. N-канального и P-канального.

Похожие сообщения:

Разница между процессором и графическим процессором — сравнение
Разница между аналоговой и цифровой схемой — цифровая и аналоговая

Клеммы

3 клеммы BJT называются Коллектор, База и Эмиттер.
Эмиттер и коллектор изготовлены из одного материала с эмиттером, имеющим высокую степень легирования.
3 вывода полевого транзистора называются Drain, Gate и Source.
Сток и исток — это два конца канала, изготовленные из одного типа.

Вход и выход

BJT — это устройство, управляемое током.
Его вход (в базе) представляет собой ток, который управляет выходным током коллектора.
Полевой транзистор — это устройство, управляемое напряжением.
Его вход представляет собой напряжение или разность потенциалов (на затворе), которая управляет выходным током в источнике.

Полное сопротивление ввода/вывода

Биполярный транзистор работает за счет наличия перехода база-эмиттер (вход) в прямом смещении.
Следовательно, их входное сопротивление низкое.
Их выходное сопротивление очень велико.
FET работает, имея затвор при обратном смещении.
Следовательно, его входное сопротивление очень велико.
При этом его выходное сопротивление очень низкое.

Изоляция

В BJT вход на базовой клемме не изолирован от выхода.
В полевом транзисторе вход на клемме затвора имеет обратное смещение, и вход изолирован от выхода.

Смещение

В BJT соединение BE находится в прямом смещении, а соединение C-B — в обратном.
IN FET, Затвор находится в обратном смещении, в то время как на стоке больше положительное напряжение, чем на коллекторе.

Усиление

BJT имеет очень высокий коэффициент усиления из-за очень высокого выходного импеданса.
Полевой транзистор имеет сравнительно меньшее усиление из-за низкого выходного импеданса.

Замена клемм

В BJT клеммы нельзя поменять местами или поменять местами.
Эмиттер и коллектор — совершенно разные клеммы.
В FET сток и исток можно поменять местами.
Сток будет клеммой с более положительным напряжением.

Энергопотребление

BJT потребляет ток на базовой клемме во время непрерывной работы.
Поэтому потребляет энергию и разряжает батарею.
Полевой транзистор работает на основе напряжения затвора.
Таким образом, он энергоэффективен и не разряжает батарею.

Скорость переключения

Поскольку BJT использует поток обоих типов носителей заряда, его время восстановления медленное.
Поэтому скорость переключения низкая.
FET использует только один тип носителей заряда с быстрым временем восстановления.
Таким образом, полевой транзистор имеет очень высокую скорость переключения.

Шум

BJT шумит и создает шум в системе. Поэтому не подходит для чувствительных цифровых систем.
Полевой транзистор практически бесшумный и идеально подходит для чувствительной системы.

Стоимость

БЮТ, имеющий очень простую конструкцию, очень дешев в производстве.
, имеющий сложную конструкцию, сравнительно дороже.

Размер

Размер BJT большой. Поэтому схема из BJT более объемная.
Полевой транзистор более компактен и меньше по размеру. Подходит для компактных и небольших цепей.

Применение

Биполярный транзистор используется для усиления очень слабого тока средней частоты.
Однако следует также учитывать потребляемую мощность и размер схемы.
Полевой транзистор предпочтителен для сигналов малого напряжения с очень высокой частотой.
Несмотря на то, что они дорогостоящие, а предвзятость немного затруднительна.

Похожие сообщения:

Разница между диодом и SCR (тиристором)
Разница между электронным током и обычным током
Разница между ОЗУ и ПЗУ — Сравнение
Разница между синхронной и асинхронной передачей
Разница между инвертором и ИБП — источник бесперебойного питания
Разница между онлайн-ИБП и автономным ИБП — какой из них лучше?
Символы диодов – электронные и электрические символы
Транзистор, MOSFET и IGFET Символы
Как проверить транзистор мультиметром (DMM+AVO) — NPN и PNP — 4 способа
Как проверить диод с помощью цифрового и аналогового мультиметра — 4 способа.

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Поставщики беспроводных радиочастот и ресурсы

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падения для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падения для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
См. также другие статьи о системах на основе IoT:
• Система очистки туалетов AirCraft. • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.

Радиочастотные беспроводные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. , стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤

Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях. Подробнее➤

Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤

Основные сведения о помехах и типы помех: Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д. Подробнее➤

Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR

Руководства по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям. Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>

Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебник по основам 5G Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ

В этом учебном пособии GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Подробнее.

Радиочастотные технологии Материалы

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка РЧ приемопередатчика ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE. ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA

Волоконно-оптическая технология

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д. Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Руководство по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH

Поставщики беспроводных радиочастот, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д. Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор

MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМОТРИТЕ ИНДЕКС ИСТОЧНИКОВ КОДА >>
➤ 3–8 код VHDL декодера ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггер коды labview

Общая медицинская информация

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: Мойте их часто
2. ЛОКТ: кашляйте в него
3. ЛИЦО: не прикасайтесь к нему
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: заболели? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19так как это заразное заболевание.

Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие. Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

Учебники по беспроводным радиочастотам

GSM ТД-СКДМА ваймакс LTE UMTS GPRS CDMA SCADA беспроводная локальная сеть 802.11ac 802.11ad GPS Зигби z-волна Bluetooth СШП Интернет вещей Т&М спутник Антенна РАДАР RFID

Различные типы датчиков

Датчик приближения Датчик присутствия против датчика движения Датчик LVDT и RVDT Датчик положения, смещения и уровня датчик силы и датчик деформации Датчик температуры датчик давления Датчик влажности датчик МЭМС Сенсорный датчик Тактильный датчик Беспроводной датчик Датчик движения Датчик LoRaWAN Световой датчик Ультразвуковой датчик Датчик массового расхода воздуха Инфразвуковой датчик Датчик скорости Датчик дыма Инфракрасный датчик Датчик ЭДС Датчик уровня Активный датчик движения против пассивного датчика движения

Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

СТАТЬИ Раздел T&M ТЕРМИНОЛОГИИ Учебники Работа и карьера ПОСТАВЩИКИ Интернет вещей Онлайн калькуляторы исходные коды ПРИЛОЖЕНИЕ. ЗАМЕТКИ Всемирный веб-сайт T&M

Разница между BJT и FET

Что такое BJT (Биполярный переходной транзистор)?

Биполярный переход транзистор (BJT) представляет собой трехвыводное электронное устройство, которое усиливает течение тока. Биполярные переходные транзисторы образованы сэндвичем полупроводниковый слой n-типа или p-типа между парами противоположной полярности полупроводниковые слои. В биполярном переходном транзисторе (BJT) электрический ток равен проводится как свободными электронами, так и дырками. В отличие от обычного диода с PN-переходом, Транзистор имеет два p-n перехода.

BJT состоит из трех выводов: эмиттера, базы и коллектор, которые обозначаются E , B и C соответственно. Секция эмиттера (E) сильно легирована, так что она может инжектировать в базу большое количество носителей заряда. База (Б) секция слабо легирована и очень тонка по сравнению с эмиттером и коллектором. С другой стороны, участок коллектора (C) умеренно легирован, его основная функция заключается в сборе носителей заряда.

Транзисторы с биполярным переходом в основном используются для коммутации и усиление. Различные области применения биполярных транзисторов. включают:

Радиопередатчики
Аудиоусилители
Телевизоры
Компьютеры
Мобильные телефоны

Типы биполярных устройств Junction Transistor (BJT)

Биполярные транзисторы подразделяются на два типа исходя из их построения. К ним относятся:

НПН Транзистор . В этом транзисторе используется один полупроводниковый слой p-типа. зажат между двумя полупроводниковыми слоями n-типа.
ПНП Транзистор — В этом транзисторе один полупроводниковый слой n-типа зажат между двумя полупроводниковыми слоями р-типа.

Что вам нужно Знайте о транзисторе с биполярным соединением (BJT)

Транзисторы с биполярным соединением представляют собой биполярные устройства, в которых имеется поток как основных, так и неосновных носителей заряда.
BJT состоит из трех выводов: эмиттера, базы и коллектора, которые обозначены буквами E, B и C соответственно.
BJT управляются по току. Для их работы требуется ток смещения на клемму базы.
Входная цепь BJT смещена в прямом направлении, поэтому BJT имеет низкий входной импеданс. Это означает, что они потребляют больше энергии в силовой цепи, что приводит к нагрузке на цепь.
В BJT базовый ток управляет выходным током.
BJT работает более шумно.
BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это приводит к термическому разрушению.
BJT страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более низкую скорость переключения и частоты среза.
BJT больше по размеру и поэтому требуют больше места, чем обычные полевые транзисторы.
BJT наиболее предпочтительны при применении слабого тока.
В BJT связь между входом и выходом считается линейной.
BJT дешевле в производстве.
Из-за сокращения времени жизни неосновных носителей характеристики BJT ухудшаются под действием нейтронного излучения.
BJT менее популярны и используются реже.

Что такое полевой транзистор (поле эффект транзистора)?

Эффект поля Транзистор (FET) — это тип транзистора, который использует электрическое поле для контролировать течение тока. Обычно их называют однополярными. транзисторы, потому что они включают работу с одной несущей, то есть они используют электроны или дырки в качестве носителей заряда в своей работе, но не то и другое одновременно. FET обычно используется для слабого сигнала усиление, например усиление беспроводных сигналов. Устройство может усиливать аналоговые или цифровые сигналы. Он также может переключать постоянный ток или функционировать как генератор.

Кроме того, полевые транзисторы можно сделать намного меньше, чем эквивалентный транзистор BJT, а также их низкое энергопотребление и Рассеиваемая мощность делает их идеальными для использования в интегральных схемах, таких как КМОП-диапазон цифровых логических микросхем.

FET представляет собой устройство с тремя выводами, которое сконструировано без PN-переходы в пределах основного токоведущего пути между стоком и исходные терминалы. Эти терминалы — Источник, Слив и ворота, которые обозначены буквами S, D и G соответственно, соответствуют к эмиттеру, базе и коллектору биполярного транзистора. текущий путь между этими двумя терминалами называется «каналом» который может быть изготовлен из полупроводникового материала P-типа или N-типа.

Существует два основных типа полевых транзисторов, которые is:

Полевой транзистор соединения (JFET).
Полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET), который чаще называют стандартным оксидом металла. Полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET).

Что вам нужно Знайте о полевых транзисторах (FET)

Полевые транзисторы — это униполярные устройства, в которых протекает только основная несущая.
FET состоит из трех выводов: истока, стока и затвора, которые обозначены буквами S, D и G соответственно.
Полевые транзисторы управляются напряжением. Им требуется только подача напряжения на дверь, чтобы включить или отключить полевой транзистор.
Входная цепь полевого транзистора смещена в обратном направлении, поэтому полевой транзистор имеет относительно более высокий импеданс. Это означает, что они практически не потребляют энергии и поэтому не перегружают питающую их цепь.
В полевых транзисторах напряжение затвора управляет выходным током.
FET менее шумный по сравнению с BJT. Он больше подходит для входных каскадов усилителей низкого уровня.
Полевой транзистор имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это предотвращает проблему теплового пробоя полевого транзистора.
FET не подвержен эффекту накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более высокую скорость переключения и частоты среза.
Полевые транзисторы относительно меньше по размеру, особенно в случае интегральных схем, состоящих из множества транзисторов.
Полевые транзисторы наиболее предпочтительны при сильном токе.
В FET связь между входом и выходом считается нелинейной.
Производство полевых транзисторов относительно дорого.
Работа полевых транзисторов не зависит от неосновных носителей, поэтому они могут выдерживать гораздо более высокий уровень излучения.
Полевые транзисторы более популярны во всем мире, и большинство текущих приложений или устройств используют полевые транзисторы.

Читайте также : Разница между JFET и MOSFET

Разница Между BJT и FET в табличной форме

ОСНОВА СРАВНЕНИЯ	БДЖТ	ФЕТ
Описание	Биполярные переходные транзисторы — это биполярные устройства, в которых поток как основных, так и неосновных носителей заряда.	Полевые транзисторы являются униполярными устройствами, в которых только потоки большинства перевозчиков.
Терминалы	Он состоит из трех выводов, то есть эмиттера, базы и коллектора. которые обозначаются E, B и C соответственно.	Он состоит из трех терминалов, то есть истока, стока и ворот, которые обозначаются S, D и G соответственно.
Функциональность	BJT управляются током. Им нужен ток смещения на базу. терминал для работы.	Полевые транзисторы управляются напряжением. Они требуют только подачи напряжения на дверь, чтобы включить или отключить полевой транзистор.
Импеданс	Входная цепь биполярного транзистора смещена в прямом направлении, поэтому биполярный транзистор имеет низкое входное сопротивление.	Входная цепь полевого транзистора смещена в обратном направлении, поэтому полевой транзистор имеет относительно более высокий импеданс.
Контроль выходного тока	Базовый ток управляет выходным током.	Напряжение затвора управляет выходным током.
Шум	BJT работает более шумно.	FET менее шумный по сравнению с BJT.
Температурный коэффициент	BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока.	FET имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока.
Скорость переключения и отсечка Частоты	Он имеет более низкую скорость переключения и частоты среза.	Он имеет более высокую скорость переключения и частоты среза.
Размер	BJT больше по размеру и поэтому требуют больше места, чем полевые транзисторы. обычно.	Полевые транзисторы относительно меньше по размеру, особенно в случае интегрированных схемы, состоящие из множества транзисторов.
Пригодность	BJT наиболее предпочтительны при применении слабого тока.	Полевые транзисторы наиболее предпочтительны при сильном токе.
Связь между вводом и Выход	В BJT отношение между входом и выходом считается линейный.	В FET соотношение между входом и выходом считается нелинейный.
Стоимость	BJT дешевле в производстве.	Производство полевых транзисторов относительно дорого.
Влияние радиации	Из-за сокращения срока службы неосновных носителей производительность BJT разрушается нейтронным излучением.	Работа полевого транзистора не зависит от неосновных носителей и поэтому они могут переносить гораздо более высокий уровень радиации.
Использование	BJT менее популярны и используются реже.	Полевые транзисторы более популярны во всем мире, и большинство современных приложения или устройства используют полевые транзисторы.

Разница между BJT и FET

19 октября 2015 г.

от Nipun

Чтение через 4 мин.

Основное отличие — BJT по сравнению с FET

BJT (транзисторы с биполярным переходом) и FET (полевые транзисторы) представляют собой два разных типа транзисторов . Транзисторы — это полупроводниковые устройства, которые можно использовать в качестве усилителей или переключателей в электронных схемах. Основное различие между BJT и FET заключается в том, что BJT представляет собой тип биполярного транзистора , в котором ток включает поток как основных, так и неосновных носителей. Напротив, FET представляет собой тип униполярного транзистора , в котором протекают только основные носители.

Что такое BJT

BJT состоит из двух переходов p-n . В зависимости от конструкции BJT подразделяются на типы npn и pnp . В биполярных транзисторах npn небольшой слабо легированный кусок полупроводника типа p- помещен между двумя сильнолегированными полупроводниками типа n-. И наоборот, pnp BJT формируется путем прослоения полупроводника n-типа между полупроводниками p-типа . Давайте посмотрим, как npn BJT работает.

Структура BJT показана ниже. Один из полупроводников типа n- называется эмиттерным (обозначен буквой E), а другой полупроводник типа n- называется коллектором (обозначен буквой C). Область типа p- называется базой (обозначена буквой B).

Структура npn BJT

Большое напряжение подключено в обратном смещении между базой и коллектором. Это приводит к образованию большой обедненной области на переходе база-коллектор с сильным электрическим полем, которое препятствует протеканию дырок из базы в коллектор. Теперь, если эмиттер и база соединены в прямом смещении, электроны могут легко течь от эмиттера к базе. Оказавшись там, некоторые электроны рекомбинируют с дырками в базе, но, поскольку сильное электрическое поле на переходе база-коллектор притягивает электронов, большинство электронов попадает в коллектор, создавая большой ток. Поскольку (большой) ток, протекающий через коллектор, можно контролировать (малым) током через эмиттер, BJT можно использовать в качестве усилителя. Кроме того, если разность потенциалов на переходе база-эмиттер недостаточна, электроны не смогут попасть в коллектор, и поэтому через коллектор не будет протекать ток. По этой причине BJT также можно использовать в качестве переключателя.

Соединения pnp работают по аналогичному принципу, но в этом случае основание выполнено из материала типа n-, а основными несущими являются отверстия.

Что такое полевой транзистор

Существует два основных типа полевых транзисторов: полевой транзистор с переходом (JFET) и полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET). У них схожие принципы работы, хотя есть и отличия. МОП-транзисторы сегодня используются чаще, чем JFETS. В этой статье объяснялось, как работает полевой МОП-транзистор, поэтому здесь мы сосредоточимся на работе JFET.

Так же, как BJT бывают типов npn и pnp , JFETS также бывают каналов n- и p-. Чтобы объяснить, как работает JFET, мы рассмотрим p--канальный JFET:

Схема p-канального JFET

. a S) к сливному терминалу (обозначен буквой D). Затвор подключается к источнику напряжения с обратным смещением, так что на затворе и в области канала, по которой текут заряды, формируется обедненный слой. При увеличении обратного напряжения на затворе обедненный слой растет. Если обратное напряжение становится достаточно большим, то обедненный слой может разрастись настолько, что может «отщипнуть» и остановить протекание тока от истока к стоку. Следовательно, изменяя напряжение на затворе, можно управлять током от истока к стоку.

Разница между биполярным транзистором и полевым транзистором

Биполярный и однополярный

Биполярные транзисторы представляют собой биполярные устройства , в которых присутствует поток как основных, так и неосновных несущих.

Полевые транзисторы — это однополярные устройства , в которых протекают только основные несущие.

Управление

BJT — это устройства с управлением по току.

Полевые транзисторы являются устройствами, управляемыми напряжением.

Использование

FET используются чаще, чем BJT s в современной электронике.

Транзисторные выводы

Выводы BJT называются эмиттер, база и коллектор

Выводы FET называются исток, зерно и затвор .

Импеданс

Полевые транзисторы имеют более высокий входной импеданс по сравнению с BJT . Следовательно, полевые транзисторы дают больший коэффициент усиления.

Изображение предоставлено:

«Основная работа NPN BJT в активном режиме» от Inductiveload (собственный рисунок, выполненный в Inkscape) [общественное достояние], через Wikimedia Commons

«Эта диаграмма эффекта поля соединительных ворот». транзистор (JFET)…» от Rparle в en.wikipedia (перенесено из en.wikipedia в Commons пользователем: Wdwd с использованием CommonsHelper) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Об авторе: Нипун

Просмотреть все сообщения

Вам также могут понравиться эти

Разница между BJT и JFET (с рабочими диаграммами и сравнительной диаграммой)

Принципиальное различие между BJT и JFET заключается в том, что BJT является биполярным устройством, а JFET — униполярным устройством. Это так, потому что работа BJT зависит от инжекции и сбора неосновных носителей заряда, которые включают как электроны, так и дырки. В отличие от JFET, это устройство с основной несущей, поэтому его называют униполярным.

Другое существенное различие между BJT и JFET заключается в том, что BJT относится к категории устройств с управлением по току, тогда как JFET относится к категории устройств с управлением по напряжению.

Мы обсудим некоторые другие основные различия между BJT и JFET, но прежде чем продолжить, взгляните на содержание, которое будет обсуждаться в этой статье.

Содержание: Сравнительная таблица BJT и JFET

Определение
Ключевые отличия
Заключение

Сравнение

Параметр	BJT	JFET
Носитель	Биполярный (большинство и меньшинство)	Однополярный (большинство)
Символ
Тип устройства	Устройство с управлением по току.	Устройство, управляемое напряжением.
Входное сопротивление	Низкий	Высокий
Усиление	Высокое усиление	Низкое-среднее усиление
Энергопотребление	Потребляет больше энергии.	Потребляет меньше энергии.
Уровень шума	Высокий	Низкий
Термостойкость	Низкая	Высокая
Размер	Большой	Маленький
Предпочтительное применение	Предпочтительно для слаботочных приложений.	Предпочтителен при низком напряжении.

Определение

BJT

BJT — краткая форма, используемая для биполярный переходной транзистор . Это трехконтактное устройство, которое используется для переключения или усиления.

На приведенном ниже рисунке показана базовая конструкция биполярного транзистора, состоящего из трех выводов: эмиттера, базы и коллектора.

Образуется путем сплавления двух диодов с p-n переходом, которые имеют общий вывод. Общий терминал может быть либо p, либо n, как мы можем видеть на рисунке выше.

Токорегулирующее устройство , который контролирует ток, протекающий через него. Существуют две разные конфигурации BJT, то есть NPN или PNP . Оба имеют один и тот же принцип работы, но разница между ними заключается в их смещении и полярности напряжения питания.

Давайте рассмотрим основные принципы работы биполярного транзистора NPN.

В нормальных рабочих условиях переход EB всегда смещен в прямом направлении, тогда как переход CB всегда смещен в обратном направлении, как показано на рисунке выше.

Из-за прямого приложенного напряжения V _EB электроны в N-области испытывают силу отталкивания и дрейфуют через слаболегированную базовую область после преодоления барьерного потенциала. Поскольку базовая область слабо легирована, только часть дрейфующих электронов рекомбинирует с дырками в базовой области.

Теперь повышенная концентрация электронов в базовой области заставляет больше электронов двигаться через область коллектора. Поскольку эта область смещена в обратном направлении, электроны немедленно собираются этой областью.

Таким образом, наблюдается правильное протекание тока и, следовательно, ток эмиттера является суммой токов базы и коллектора.

JFET

JFET — это краткая форма, используемая для Junction Field Effect Transistor . Это униполярное устройство с 3 клеммами, которое управляет протеканием тока через устройство приложенным входным напряжением. Здесь 3 терминала называются истоком, затвором и стоком.

Известно так потому, что выходной ток устройства контролируется полем, связанным с обедненной областью.

Это может быть либо n-канальный JFET, либо p-канальный JFET.

Поскольку это устройство, управляемое напряжением, то приложенный входной потенциал позволяет электронам двигаться, что вызывает протекание тока через устройство.

На рисунке ниже показан n-канальный JFET с положительным напряжением на выводе стока.

При отсутствии какого-либо входного напряжения две обедненные области вокруг PN-переходов одинаково широки и симметричны. Однако при подаче на сток положительного потенциала относительно истока электроны начинают течь от истока к стоку. Таким образом, ток стока течет через сток к истоку.

Еще одно условие существует, когда на вывод затвора подается отрицательный потенциал, а сток смещен положительно, как мы можем видеть ниже:

Это обратное смещение p-n перехода позволяет значительно увеличить ширину обедненной области. В результате длина канала сужается, а ток стока уменьшается из-за увеличения сопротивления.

Любое дополнительное увеличение напряжения на затворе приведет к полному отключению тока стока. И наоборот, при снижении отрицательного смещения затворного вывода ширина обедненной области уменьшается.

Основные различия между BJT и JFET

Приведенные ниже пункты описывают разницу между BJT и JFET:

Основное различие между BJT и JFET заключается в том, что BJT представляет собой устройство, в котором выходной ток контролируется базовым током. Напротив, JFET представляет собой устройство, выходной ток которого регулируется приложенным к нему входным напряжением.
BJT обладают входным сопротивлением от низкого до среднего, тогда как, когда мы говорим о JFET, он обладает высоким входным сопротивлением.
Всякий раз, когда требуется высокий коэффициент усиления и быстрый отклик, предпочтение отдается биполярным транзисторам, а JFET — устройствам с низким коэффициентом усиления.
BJT — это устройство с низкой термической стабильностью, тогда как JFET обладает высокой термической стабильностью.
Еще одно ключевое различие между BJT и JFET заключается в том, что BJT предпочтительнее в приложениях с низким током, а JFET предпочтительнее в приложениях с низким напряжением.

Заключение

Хотя и биполярные транзисторы, и полевые транзисторы принадлежат к семейству транзисторов, их принцип работы различается. Больший размер BJT и большее энергопотребление по сравнению с JFET иногда оказывается его недостатком.

Разница между FET и BJT

Перейти к содержимому

Основные различия между BJT и FET заключаются в том, что первый является устройством, управляемым током, а затем — устройством, управляемым напряжением. В случае BJT приставка «Bi» возникает из-за того, что BJT имеют оба типа носителей заряда, т. Е. Электроны и дырки, но в полевом транзисторе либо электроны, либо дырки составляют ток стока, так называемый униполярный. транзистор. В зависимости от типа носителей заряда полевые транзисторы классифицируются как n-канальные или p-канальные полевые транзисторы, или, другими словами, мы можем сказать, что работа полевых транзисторов зависит только от потока большинства носителей. Существует большое количество преимуществ FET по сравнению с BJT. Но основным недостатком полевого транзистора является его относительно небольшое произведение ширины полосы пропускания по сравнению с тем, что можно получить с помощью обычного биполярного транзистора.

Разница между FET и BJT
Разница между FET и BJT
Ниже приведены некоторые различия между BJT и FET, которые должны быть известны учащимся, прежде чем подробно обсуждать работу FET.
9{2}
С.№. FET BJT
1 FET является униполярным полупроводниковым устройством, поскольку его работа зависит от потока основных носителей, т. е. либо дырок, либо электронов, в зависимости от случая. BJT является биполярным полупроводниковым устройством, поскольку в этом случае элементами, составляющими ток, являются как основные, так и неосновные носители.
2 Входное сопротивление полевого транзистора намного больше (в мегаомах), чем биполярного транзистора. Причина этого заключается в том, что входной терминал, то есть затвор к истоку полевого транзистора, смещен в обратном направлении, а обратное смещение обеспечивает идеально бесконечное сопротивление. Входное сопротивление биполярного транзистора намного меньше по сравнению с полевым транзистором.
3 Полевой транзистор — это устройство, управляемое напряжением. BJT — это токоуправляемое устройство.
4 Полевой транзистор менее шумный. Потому что развязок нет. Шумнее полевого транзистора.
5 Более высокая частотная характеристика. Изменение частоты влияет на производительность.
6 Хорошая термическая стабильность благодаря отсутствию неосновных носителей. БЮТ почти линейное устройство или можно сказать что БЮТ работает линейно в активной области как усилитель.
10 Без напряжения смещения; поэтому он лучше работает как переключатель или прерыватель. Перед переключением всегда имеется напряжение смещения.
11 Продукт с малым усилением и полосой пропускания. Больше, чем полевой транзистор.
Сравнение полевого транзистора и транзистора с биполярным переходом
Полевой транзистор является униполярным устройством, т. е. ток в устройстве переносится либо электронами, либо дырками, тогда как Биполярный переходной транзистор является биполярным устройством, т. е. ток в устройстве передается как электронами, так и дырками.
FET — это устройство, управляемое напряжением, т. е. напряжение на выводе затвора (или стока) управляет величиной тока, протекающего через устройство, тогда как BJT — это устройство с регулируемым током, т. е. ток базы управляет величиной тока коллектора.
Входное сопротивление FET очень велико и составляет порядка нескольких мегаом, тогда как входное сопротивление BJT очень низкое и составляет порядка нескольких кОм.
FET имеет отрицательный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это означает, что ток уменьшается с ростом температуры. Эта характеристика предотвращает FET от теплового пробоя, тогда как BJT имеет положительный температурный коэффициент при высоких уровнях тока. Это означает, что ток коллектора увеличивается с ростом температуры. Эта характеристика приводит к тепловому пробою биполярного транзистора.
Полевой транзистор не подвержен эффекту накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более высокие скорости переключения и частоты среза, чем Биполярный переходной транзистор страдает от эффекта накопления неосновных несущих и, следовательно, имеет более низкую скорость переключения и частоты среза, чем у полевых транзисторов.
FET менее шумный, чем BJT или вакуумная лампа , и поэтому больше подходит в качестве входного усилителя для сигналов низкого уровня. Он широко используется в высокоточных частотно-модулированных приемниках, тогда как BJT сравнительно более шумный, чем полевой транзистор.
FET намного проще изготовить в виде интегральной схемы (ИС) и занимает меньше места на микросхеме, тогда как BJT сравнительно сложно изготовить в виде интегральной схемы (ИС) и занимает больше места на микросхеме.