Качер на полевом транзисторе. Качер Бровина на полевом транзисторе: принцип работы, схема и сборка

Как работает качер Бровина на полевом транзисторе. Какие компоненты нужны для сборки качера. Как собрать качер Бровина своими руками. Какие эффекты можно получить с помощью качера.

Содержание

Что такое качер Бровина и принцип его работы

Качер Бровина — это простое устройство для генерации высокого напряжения высокой частоты, названное в честь его изобретателя Владимира Ильича Бровина. По сути, это упрощенный вариант катушки Тесла, работающий на одном транзисторе.

Основные отличия качера Бровина от классической катушки Тесла:

  • Отсутствие искрового разрядника и конденсатора в первичном контуре
  • Использование транзистора вместо искрового промежутка
  • Питание первичной обмотки коллекторным током транзистора
  • Самовозбуждающийся режим работы без дополнительного генератора

Принцип работы качера Бровина заключается в следующем:

  1. При подаче питания транзистор открывается и через первичную обмотку начинает протекать ток
  2. Нарастающий ток в первичной обмотке создает нарастающее магнитное поле
  3. Изменяющееся магнитное поле наводит ЭДС во вторичной обмотке
  4. ЭДС вторичной обмотки создает напряжение на затворе транзистора, которое его закрывает
  5. Ток в первичной обмотке прерывается, магнитное поле резко спадает
  6. Во вторичной обмотке возникает импульс высокого напряжения
  7. Цикл повторяется с высокой частотой

Таким образом, транзистор работает в ключевом режиме, периодически прерывая ток в первичной обмотке. Это приводит к генерации высокого напряжения во вторичной обмотке.


Схема качера Бровина на полевом транзисторе

Рассмотрим простую схему качера Бровина на полевом транзисторе:

«`
VT1 R1 R2 L1 L2
+12V
GND «`

Основные компоненты схемы:

  • VT1 — полевой транзистор (например, IRFZ44N)
  • R1 — резистор 10-100 кОм
  • R2 — резистор 100 Ом — 1 кОм
  • L1 — первичная обмотка (3-5 витков провода 0.5-1 мм)
  • L2 — вторичная обмотка (500-1000 витков провода 0.1-0.3 мм)

Питание осуществляется от источника постоянного напряжения 12-24 В. Катушки L1 и L2 наматываются на общий каркас диаметром 20-40 мм.

Как собрать качер Бровина своими руками

Сборка качера Бровина на полевом транзисторе не представляет особой сложности. Вот основные этапы:

  1. Подготовьте каркас для намотки катушек. Подойдет пластиковая трубка диаметром 20-40 мм и длиной 150-200 мм.
  2. Намотайте вторичную обмотку L2 проводом 0.1-0.3 мм. Количество витков — 500-1000, виток к витку. Зафиксируйте обмотку лаком или изолентой.
  3. Поверх вторичной обмотки намотайте первичную L1 — 3-5 витков провода 0.5-1 мм. Расположите ее ближе к нижнему концу вторичной.
  4. Соберите остальную часть схемы на макетной плате или с помощью навесного монтажа. Транзистор обязательно установите на радиатор.
  5. Соедините все компоненты согласно схеме. Особое внимание уделите правильности подключения выводов транзистора.
  6. Подключите питание через ограничительный резистор или лампу накаливания для защиты при первом включении.

При правильной сборке качер должен заработать сразу после подачи питания. Признаком работы будет характерное гудение и свечение газоразрядных ламп вблизи вторичной обмотки.


Эффекты и применение качера Бровина

Качер Бровина позволяет получить ряд интересных высоковольтных эффектов:

  • Яркое свечение газоразрядных ламп без подключения
  • Коронный разряд на острие вторичной обмотки
  • Искровые разряды длиной до нескольких сантиметров
  • Свечение люминофора от безэлектродных ламп
  • Ионизация воздуха вокруг катушки

Практическое применение качера Бровина ограничено, в основном он используется в качестве демонстрационного или учебного пособия. Возможные области применения:

  • Физические эксперименты с высоким напряжением
  • Декоративная подсветка газоразрядными лампами
  • Ионизация воздуха в помещении
  • Проверка газонаполненных ламп и индикаторов
  • Поиск утечек в вакуумных системах

Меры безопасности при работе с качером

Несмотря на относительную безопасность качера по сравнению с классической катушкой Тесла, при работе с ним необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:

  • Не прикасайтесь к вторичной обмотке и подключенным к ней проводникам во время работы устройства
  • Держите легковоспламеняющиеся предметы на расстоянии не менее 50 см от работающего качера
  • Не оставляйте работающее устройство без присмотра
  • Используйте качер только в хорошо проветриваемом помещении из-за образования озона
  • Держите чувствительную электронику (телефоны, компьютеры) на расстоянии не менее 1-2 метров от работающего качера

При соблюдении этих простых правил эксперименты с качером Бровина будут не только увлекательными, но и безопасными.


Возможные проблемы и их решение

При сборке и настройке качера Бровина могут возникнуть некоторые проблемы. Вот наиболее распространенные из них и способы их решения:

  • Качер не запускается:
    • Проверьте правильность подключения выводов транзистора
    • Уменьшите сопротивление резистора R2
    • Попробуйте поменять направление намотки первичной обмотки
  • Слабый эффект, короткие искры:
    • Увеличьте напряжение питания
    • Добавьте витки во вторичной обмотке
    • Проверьте качество намотки вторичной обмотки
  • Транзистор сильно греется:
    • Установите более мощный радиатор
    • Уменьшите напряжение питания
    • Попробуйте транзистор с большим допустимым током

Экспериментируя с параметрами схемы и конструкцией катушек, можно добиться оптимальной работы качера и максимального эффекта.

Модификации и улучшения качера Бровина

Базовую схему качера Бровина можно модифицировать для улучшения характеристик или добавления новых функций:

  • Использование нескольких параллельных транзисторов для увеличения мощности
  • Добавление регулировки частоты с помощью потенциометра в цепи затвора
  • Установка таймера для автоматического отключения
  • Использование импульсного блока питания для повышения КПД
  • Добавление схемы модуляции для создания звуковых эффектов

Эти модификации позволят расширить возможности устройства и сделать эксперименты с ним еще более интересными.



Качер на двух транзисторах

Сегодня мы поговорим о Качере Бровина на полевом транзисторе. Изюминкой данного агрегата будет возможность регулирования высоковольтных разрядов, исходящих от терминала. Параметры: Потребление 3. По схеме видно что устройство состоит из 3-х частей: блок питания, блок управления прерыватель и сам качер. Блок управления используется для регулировки частоты и скважности импульсов которые поступают на Т1 мосфет , который в такт частоты то открывается то закрывается открывая переход между стоком-истоком.


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:

  • Categories
  • Качер Бровина
  • Качер Бровина на полевом транзисторе с прерывателем
  • Качера на биполярных транзисторах
  • Тесла качер на E13007-2 (USA)
  • Качер Бровина на полевом транзисторе
  • КАЧЕР НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ
  • Качер Бровина на полевом транзисторе
  • мощный качер бровина на полевом транзисторе irf740 схема

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: качер на кт838а схема 50в 800кГц

Categories


Данная статья является реферативным изложением основной работы. Актуальность темы: при учитывании современного развития прогресса и цивилизации в целом, требуются альтернативные источники энергии — одним из них является Катушка Николы Тесла. Цель: Целью моей работы являлось узнать возможность передачи электроэнергии на расстояние без линий электропередач и проводов в целом.

Объект исследования: Передача электроэнергии посредствам безпроводной связи и её возможности в 21 веке. Практическая значимость: передача электроэнергии без каких либо проводов и других используемых проводников электричества. Катушка Теслы— устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя.

Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. История данного изобретения начинается с конца 19 века, когда гениальный ученый-экспериментатор Никола Тесла, работая в США, поставил перед собой задачу научиться передавать электрическую энергию на большие расстояния без проводов. Целью первых демонстраций было — показать новый способ получения света посредством использования для этого токов высокой частоты и высокого напряжения, а также раскрыть особенности этих токов.

Справедливости ради отметим, что современные энергосберегающие люминесцентные лампы работают именно на принципе, который как раз и предложил для получения света Тесла. Окончательная теория относительно именно беспроводной передачи электрической энергии вырисовывалась постепенно, ученый потратил несколько лет жизни, доводя до ума свою технологию, много экспериментируя и совершенствуя кропотливо каждый элемент схемы, он разрабатывал прерыватели, изобретал стойкие высоковольтные конденсаторы, придумывал и модифицировал контроллеры цепей, но так и не смог воплотить свой замысел в жизнь в том масштабе, в каком хотел.

Однако теория до нас дошла. Доступны дневники, статьи, патенты и лекции Николы Тесла, в которых можно найти исходные подробности относительно данной технологии.

Трансформатор Тесла основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний стоячих волн вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение.

Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли качелей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия — генератор.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов радиоуправление , беспроводной передачи данных радио и беспроводной передачи энергии.

В начале XX века трансформатор Тесла также нашёл популярное использование в медицине. Похожая на этот трансформатор схема используется в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, но там она низкочастотная.

По своей сути качер представляет собой качатель реактивностей. Также его можно назвать аналогом трансформатора Теслы. Почему тогда все-таки не катушка Тесла? Потому, что схема прибора содержит элементы, которые просто не могли существовать во времена Николы Тесла.

Бровин добавил в нее транзистор. Таким образом, устройство является полупроводниковым разрядником, в котором разряд электрического тока происходит без образования электрической дуги плазмы , после чего кристалл транзистора полностью восстанавливается после пробоя. Объясняется это тем, что мы имеем обратимый лавинный пробой. Но так как данная схема Качера запитывается от сети , то её транзистору необходима защита в виде 2 параллельно соединенных суппрессоров и когда на транзисторе ток начинает набирать большие значения, то суппрессоры включаются и не дают току пробить транзистор полностью, так как иначе сверхвысокое напряжение может травмировать кристалл транзистора.

После транзистора в схеме установлен прерыватель на тиристоре обеспечивающий прерывание генерации частоты во избежание перегрузки транзистора и его последующего выхода из троя. В схеме имеется 3 дросселя от ламп дневного света предназначенные выполнять роль сетевого фильтра защищая Качер от сетевых шумов , а также данные элементы выполняют роль индуктивного балласта ограничивающего силу тока в устройстве. Шаг за шагом исследовал Тесла действие переменного электрического тока на человека при разных частотах и напряжениях.

Опыты он проводил на самом себе. Сначала через пальцы одной руки, затем через обе руки, наконец, через все тело пропускал он токи высокого напряжения и высокой частоты. Исследования показали, что действие электрического тока на человеческий организм складывается из двух составляющих: воздействия тока на ткани и клетки нагревом и непосредственного воздействия тока на нервные клетки.

Оказалось, что нагревание далеко не всегда вызывает разрушительные и болезненные последствия, а воздействие тока на нервные клетки прекращается при частоте свыше периодов, аналогично тому, как слух человека не реагирует на колебания свыше 2 тысяч в секунду, а глаз — на колебания за пределами видимых цветов спектра.

Так была установлена безопасность токов высоких частот даже при высоких напряжениях. Более того, тепловые действия этих токов могли быть использованы в медицине, и это открытие Николы Тесла смогло найти широкое применение; диатермия, лечение УВЧ и другие методы электротерапии есть прямое следствие его исследований.

Тесла сам разработал ряд электротермических аппаратов и приборов для медицины, получивших большое распространение как в США, так и в Европе. Его открытие было затем развито другими выдающимися электриками и врачами.

Однажды, занимаясь опытами с токами высокой частоты и доведя напряжение их до 2 миллионов вольт, Тесла случайно приблизил к аппаратуре медный диск, окрашенный черной краской. В то же мгновение густое черное облако окутало диск и тотчас поднялось вверх, а сам диск заблестел, словно чья-то невидимая рука соскоблила всю краску и отполировала его. Удивленный Тесла повторил опыт, и снова краска исчезла, а диск сиял, поддразнивая ученого.

Повторив десятки раз опыты с разными металлами, Тесла понял, что он открыл способ их очистки токами высокой частоты. И этот опыт удался.

Кожа руки, окрашенная краской, мгновенно стала чистой, как только Тесла внес ее в поле токов высокой частоты. Оказалось, что этими токами можно удалять с кожи лица мелкую сыпь, очищать поры, убивать микробы, всегда в изобилии покрывающие поверхность тела человека.

Тесла считал, что его лампы оказывают особое благотворное действие не только на сетчатку глаза, но и на всю нервную систему человека. К тому же лампы Тесла вызывают озонирование воздуха, что также может быть использовано в лечении многих болезней. Продолжая заниматься электротерапией, Тесла в году сделал обстоятельное сообщение о своих работах в этой области на очередном конгрессе Американской электротерапевтической ассоциации в Буффало. В лаборатории Тесла пропускал через свое тело токи напряжением в 1 миллион вольт при частоте тысяч периодов в секунду ток достигал при этом величины в 0,8 ампера.

Но, оперируя с токами высокой частоты и высокого напряжения, Тесла был очень осторожен и требовал от своих помощников соблюдения всех им самим выработанных правил безопасности.

Так, при работе с напряжением в —50 тысяч вольт при частоте в 60— периодов он приучил их работать одной рукой, чтобы предотвратить возможность протекания тока через сердце. Многие другие правила, впервые установленные Теслой, прочно вошли в современную технику безопасности при работе с высоким напряжением. Создав разнообразную аппаратуру для производства опытов, Тесла в своей лаборатории начал исследование огромного круга вопросов, относящихся к совершенно новой области науки, в которой его больше всего интересовали возможности практического использования токов высокой частоты и высокого напряжения.

Работы его охватывали все многообразие явлений, начиная от вопросов генерирования создания токов высокой частоты и кончая детальным изучением различных возможностей их практического использования.

С каждым новым открытием возникали все новые и новые проблемы. Позже явление описанное Теслой когда ток течет по поверхности кожи не проникая внутрь назвали — Скин -эффект. В заключении я хочу сказать что что Катушка Николы Тесла является альтернативным безпроводным источником энергии пригодным в нашем времени. Гипотеза о том что может ли человек выжить после удара током в 78,64 тысяч вольта подтверждена на моем примере. Единственная причина неиспользования данного изобретения является отсутствие возможности измерение потребляемого электричества населением.

Но если наш президент даст указания по введению в России данного источника передачи энергии, то в течении 4—10 лет страна будет полностью освобождена от дорогих и трудно обслуживаемых линий электропередач, а так же проводки в домах и помещениях, от розеток, аккумуляторов и т. Что будет являться кардинальным толчком для развития страны. Международный школьный научный вестник. Статья в формате PDF.


Качер Бровина

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина! Катушка Тесла на одном транзисторе или качер Бровина. AlexAlex , 12 Электроника Добавлен 1 комментарий.

применяют биполярные или полевые транзисторы. Данный прибор Это способ преобразования технологии для электроники из двух координатного .

Качер Бровина на полевом транзисторе с прерывателем

Забыли пароль? Забыли логин? Пожалуйста Войти или Регистрация , чтобы присоединиться к беседе. А есть ещё что — либо от этого автора? Это было так давно, что я ещё на лабе общался, это года 4 прошло. СЕ там по определению не должно быть. Нет асимметричности в преобразовании.

Качера на биполярных транзисторах

Здравствуйте,как можно увеличить мощность данной схемы качера? Вход Регистрация. Вопросы Без ответов Теги Пользователи Задать вопрос. Сайт «Электронщики» — скорая помощь для радиолюбителей. Здесь вы можете задавать вопросы и получать на них ответы от других пользователей.

Данная статья является реферативным изложением основной работы.

Тесла качер на E13007-2 (USA)

Для любителя, который решился на создание первого своего качера, интернет ресурс может стать надежной основной, в котором можно разжиться схемой и выбором необходимых компонентов. В данной статье мы рассмотрим варианты построения качеров и их особенности. А самое главное ключевые моменты работы качера. Качер это катушка Теслы работающая без искровика и без конденсаторов. В качестве прерывателя используется транзистор.

Качер Бровина на полевом транзисторе

Представляю вашему вниманию очень маленькую катушку тесла на одном транзисторе или качер Бровина. В катушке тесла на первичную обмотку подается очень высокое переменное напряжение высокой частоты, а в качере первичную обмотку питает коллекторный ток транзистора именно Бровин выяснил что при такой схеме генератора на коллекторе возникает высокое напряжение и открыл новый способ управления транзистором и назвал это устройство Качер что означает качатель реактивности. Качер представляет собой высокочастотный генератор высокого напряжения вследствие чего на терминале можно увидеть так называемый коронный разряд. Также вокруг него возникает довольно сильное электромагнитное поле способное оказывать влияние на радиоприемники мобильные телефоны особенно сенсорные и прочую электронику. Поэтому на фото работающего качера крупным планом заметны полосы. Именно эти устройством Тесла пытался передавать энергию на расстояние, получилось ли у него это неизвестно. Сейчас другого применения как игрушка не нашлось. Итак, преступим для начала нужно рассмотреть схему, она очень проста и спаивается за 10 минут.

Такой девайс, как качер (генератор высокого напряжения — молний), они ещё запустить в Принципиальная схема качера на одном транзисторе.

КАЧЕР НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Добрый день, я постараюсь объяснить простыми словами что такое «Качер Бровина» и максимально подробно рассказать о всех моментах сборки. Говоря простыми словами качер Бровина это устройство создающее высокое напряжение высокой частоты с помощью которого можно зажигать различные лампы, а так же трогать искру руками без причинения вреда здоровью. Главное достоинство устройства заключается в виде феноменальной простоты конструкции, являясь чуть ли не наиболее простым HV-устройством из известных. ВНИМАНИЕ : качер создает высоковольтное поле и поэтому лучше не подносить ближе 1 метра цифровою технику: телефон, фотоаппарат, видеокамеру и т.

Качер Бровина на полевом транзисторе

Мы в своей жизни хоть раз, но слышим по телевизору или в интернете о великом гении Николе Тесле и его катушке, которая может передавать электричество по воздуху. Но никто не задумывался, что в домашних условия можно собрать аналогичное устройство под названием -Качер Бровина. В своей работе я хочу показать, как можно пользоваться электроприборами не подключенными к сети, и докажу, что это можно сделать в домашних условиях без особых затрат. Актуальность темы обусловлена тем, что проблема нахождения чистой энергии в XXI век стоит остро.

В хорошее время мы живём — в магазинах электроники и радиотехники есть всё. Даже как-то стало неинтересно.

мощный качер бровина на полевом транзисторе irf740 схема

Как известно, качер самостоятельно выбирает режим работы в зависимости от параметров катушки и оружающей среды. Но для некоторых задач требуется качер с меняющимися параметрами. Кроме того, может потребоваться гальваническая развязка вторичной обмотки качерной катушки с остальной схемой. Такой качер представлен на следующем рисунке:. Коллекторная катушка в этом случае включается в том же направлении, что и вторичная; такое включение необычно для стандартной схемы качера. При правильной подстройке схемы, такой качер потребляет меньше энергии, при тех же выходных параметрах. Ещё один новый элемент для качера — подстроечный ферритовый стержень в катушке L1, он и является основным регулирующим элементом.

Развлечения с высоким напряжением доставляют много удовольствия и мало пользы. Это значит нам обязательно нужно собрать что-нибудь такое. Наверное, самая простая схема питания катушки Тесла — это качер Бровина. Его можно собрать на лампе, на обычном или полевом транзисторе.


Качер на одном транзисторе — Строй Обзор

Содержание

  1. Принципиальная схема качера на одном транзисторе
  2. Куда это всё засунуть
  3. Лучше один раз увидеть

Развлечения с высоким напряжением доставляют много удовольствия и мало пользы. Это значит нам обязательно нужно собрать что-нибудь такое. Наверное, самая простая схема питания катушки Тесла — это качер Бровина. Его можно собрать на лампе, на обычном или полевом транзисторе. Схема неприхотливая — работает без настройки.

Вокруг кечера Бровина ходят много легенд из-за нестандартной схемы подключения транзистора, который работает в запредельных режимах — совершает пробой внутри себя и сразу же восстанавливается. Не будем описывать сухую теорию, нам нужен лишь результат.

Приведу две схемы подключения качера.
Для транзистора NPN:

Для полевого транзистора:

Решено было собирать вторую схему на полевом транзисторе т.к. других мощных тразнисторов под рукой не было.
Моя схема состояла из: резистора R2 — 2 кОм, резистора R1 — 10 кОм, полевого транзистора VT1 — IRLB8721 (был закреплен на мощном радиаторе т.к. он сильно греется). Схема питалась от 12 Вольт.


Вторичную катушку мотал на канализационной трубе тонким проводом. Примерно 800 витков. Зажал трубу в шуруповерт и наматывал столько сколько влезет.

Первичную обмотку сделал 1,5 витка толстого медного провода. Диаметр намотки лучше делать больше, чем вторичка. Положение и количество витков лучше подбирать опытным путем, что бы подобрать максимальную отдачу по напряжению.

Увеличение мощности разрядов можно добиться не только настройкой антенны, подбором резисторов, но и подключив на вход питания мощный дроссель с конденсатором большой емкости. Повышение питающего напряжение пропорционально увеличивает длину разрядов.

Кечер получился не супер мощный, но для баловства хватило. В воздухе прошибал до 7 мм. Уверенно зажигал газоразрядные лампы в 20 см от обмотки, давал красивые коронарные разряды в лампах накала.

Решено было опробовать первую схему на транзисторе КТ805АМ с теми же номиналами резисторов, что для полевого (2 кОм и 10 кОм). На удивление мощность разрядов возросла в два раза, а в воздухе стабильно горел коронарный разряд. Раз так поперло — оформил установку в виде готового устройства.

В хорошее время мы живём — в магазинах электроники и радиотехники есть всё. Даже как-то стало неинтересно. Только загоришься собрать какой-нибудь лабораторный блок питания или многоканальную зарядку — а оказывается китайцы всё уже сделали, причём за недорогую цену. Но к счастью, не всюду ещё проникли их маркетинговые умы. Такой девайс, как качер (генератор высокого напряжения — молний), они ещё запустить в продажу не додумались, но думаю это дело времени. Значит можно попробовать собрать такую штуку самому, тем более схема настолько проста и надёжна, что паяется за час. Конечно не считая намотки катушки.

Принципиальная схема качера на одном транзисторе

Цоколёвка полевого транзистора мосфет

Всего 7 деталек отделяют вас от интереснейшего устройства, рождающего реальные молнии длинной 5-10 сантиметров (а у кого-то и все 15). Схема может смело рекомендоваться для начинающих радиолюбителей, которые уже умеют обращаться с напряжением 220В. Именно от него, напрямую, и питается качер. С одной стороны это упрощает дело, а с другой увеличивает риск.

Не буду в сотый раз писать о том, что если устройство имеет сетевое питание, то надо глядеть в оба и перестраховываться. Скажу только одно — эксперименты при первом запуске проводите с предохранителем 2-5 ампер и лампочкой накаливания на 100-200 ватт, включенной последовательно с 220в. С ней качер работает слабее, но уже можно понять что работает. Зато при случайных замыканиях не будет взрывов, а просто лампа загорится на полную мощность.

Полевой транзистор — любой высоковольтный Мосфет. Нашёл в коробке SSH5N90 (900В 5А) — его и поставил. Прежде чем засунуть всё это дело в корпус, нужно спаять навесным монтажом на столе и добиться надёжной работы с максимальной искрой. Заодно узнаете, рабочие выбранные детали или нет.

Сама схема паяется за час (с перекурами), а вот катушка — подольше. Первичная обмотка 4-5 витков медного провода 1,5-2 мм. Можно и ещё толще, для устойчивости, ведь она будет висеть в воздухе. Направление намотки не важно, расположение на оси тоже — и у основания, и в центре вторички хорошо запускалось. Вторичка, то есть высоковольтная — 500-1000 витков ПЭЛ 0,3. Я мотал 500 и прекрасно заработало, даже эпоксидкой покрывать не стал. Диаметр трубы — 30 мм.

Куда это всё засунуть

Извечная проблема — хороший корпус. Несмотря на пару компьютерных БП, в которые некоторые устанавливают такие схемы, решил не использовать металл. Для лучшей электробезопастности. Всё-таки не мигалку собираем!

После недолгих размышлений, взял за основу обрезок пластиковой трубы 120х200 мм, от кухонной вытяжки. Она круглая и неплохо смотрится. В ней будет схема, полевой транзистор с радиатором, первичный контур. А сверху будет торчать вторичка с острым медным набалдашником.

Сверху корпус закрывается крышечкой от коробочки, в которых продают морскую капусту 🙂 Она идеально подошла по диаметру.

В крышке делается прорезь под катушку, а чтоб не заглядывали внутрь — обклеивается чёрной самоклейкой.

Катушки крепил к корпусу через ДВП планку, оставшуюся от ремонта балкона, с монтажными стойками для подключения трёх нужных проводов.

При проектировке учтите, что радиатор на транзистор требуется больше чем пачка сигарет, на небольшом будет сильно греться, так что долго качер вы не погоняете. Остановился на 50х100х5 мм, но через 10 минут он становится горячий.

Вторая по важности, после катушки, вещь — дроссель. От него зависит очень много. Необходима индуктивность дросселя более 1 Генри и ток 1 ампер. Пробовал первички от сетевых трансформаторов: до 50 ватт вообще не работает, 50-100 ватт — хорошо, 100-200 — отлично. Только жалко было ставить такие мощные, ограничился 60-ти ваттным ТН42.

Всё размещаем в корпусе на металлическом основании, к которому привинчен дроссель, радиатор, и, если кто захочет, печатная плата. Её делать не стал — собрал навесняком.

Корпус снаружи тоже обклеен самоклейкой, а катушка обмотана чёрной изолентой. Боялся что с ней будет работать плохо, но обошлось.

После размещения в корпус опять включаем не напрямую к 220В, а через лампу-предохранитель. С ней искр может и не быть, но урчание схемы и свечение неонки вблизи катушки скажет, что всё олл райт.

Лучше один раз увидеть

Окончательно собираем корпус, дожидаемся темноты, и смотрим изумительное зрелище, не доступное простым смертным 🙂 Искры — прямо как электроцветок. Красота! Друзья пришли и втыкали с благоговейным ужасом :))

Одно обидно, что при такой простоте, качер на одном несчастном полевике работает лучше, чем целая Тесла на мощной лампе. Хотя может она просто была плохо настроена.

Обсудить статью КАЧЕР НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Схема и фото VTTC на радиолампе 6П45С с двумя режимами работы.

Схема устройства для плавного включения ламп накаливания.

Подключение и согласование различных моделей цифровых фотоаппаратов к любым, в том числе и советским фотовспышкам.

Самодельный автомобильный VIP — сигнал крякалка.

В этой статье будет рассмотрено создание миниатюрной катушки Тесла на одном транзисторе или так называемый качер Бровина. Суть состоит в том, что в катушке Теслы переменное напряжение высокой частоты подается на первичную обмотку, а в качере Бровина первичную обмотку катушки питает коллекторный ток транзистора. Владимир Ильич Бровин выяснил, что именно при подобной схеме генератора на коллекторе будет возникать высокое напряжение, и, исходя из этого, получил новый способ управления транзистором. Поэтому устройство называется «Качер» Бровина (по фамилии автора и от сокращения названия качатель реактивности).

Это устройство представляет собой генератор высокой частоты и высокого напряжения, благодаря чему имеется возможность видеть коронный разряд. Кроме того, вокруг работающего Качера возникает достаточно сильное электромагнитное поле, которое способно влиять на работу электронного оборудования, ламп освещения и тому подобное. Изначально Тесла планировал использовать подобные устройства для беспроводной передачи энергии на большие расстояния, но либо он столкнулся с проблемами эффективности, окупаемости, недостаточного финансирования или еще какими-то неизвестными причинам, но на данный момент подобные устройства получили широкое распространение только в качестве учебного пособия или игрушки.

-проволока толщиной 0.01мм
-провод сечением 2-4 мм
-транзистор
-dvd-диск
-клей
-газоразрядная лампа
-радиатор
-труба

Описание создания устройства.

После того как мы разобрались что это за устройство и для каких целей собиралось автором, предлагаю рассмотреть схему этого прибора, которая расположена ниже.

Как видно схема устройства Качера довольно простая, на пайку такой схемы у автора ушло всего 10-15 минут. Но он решил немного модернизировать ее. Так, например, вместо дросселя установлен источник постоянного тока на 12 В так же электролитический конденсатор, емкость которого должна быть не меньше 1000 Мкф, причем чем она больше, тем лучше.

Стоит напомнить, что несмотря на свои маленькие размеры, качер имеет сильное электромагнитное поле, и, следовательно, способен оказывать негативное влияние на организм человека при длительном взаимодействии. Поэтому во избежание появления головных болей или ноющей боли в мышцах, не стоит проводить за работой с качером слишком много времени.

Сильное электромагнитное поле может оказывать влияние на нервную систему, а разряды из-за своей высокой частоты могут оставлять ожог (хотя боли вы можете и не почувствовать).

ПОЭТОМУ ОЧЕНЬ ВАЖНО СОБЛЮДАТЬ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ДАННЫМ УСТРОЙСТВОМ.

СХЕМА РЕГУЛЯТОРА ЯРКОСТИ
СИНХРОНИЗАЦИЯ ФОТОВСПЫШКИ
VIP СИГНАЛ

▶▷▶▷ схема качера бровина одном полевом транзисторе

▶▷▶▷ схема качера бровина одном полевом транзисторе
ИнтерфейсРусский/Английский
Тип лицензияFree
Кол-во просмотров257
Кол-во загрузок132 раз
Обновление:21-05-2019

схема качера бровина одном полевом транзисторе — Качер Бровина на полевом транзисторе cxemnetteslatesla39php Cached Проект качера Бровина на полевом транзисторе В общем сделал катушку, заменил только дроссель от лдс, лампой накаливания 95 вт, и конденсатор на 220 мкф и 250 в 1600 витков провода 0,15 мм на трубе 45 см, первичка 5 витков 4 Качер Бровина на полевом транзисторе с прерывателем cxemnetteslatesla45php Cached Схема качера Бровина на полевом транзисторе с прерывателем Вообще-то в этой точке после моста как раз и будет 310 — в эту же точку соединяется конденсатор и независимо от того 3 см между ними или 3 м на схеме — это одна КАЧЕР НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ radioskotrupublbpkacher_na_polevom_tranzi Cached Принципиальная схема качера на одном транзисторе Цоколёвка полевого транзистора мосфет Всего 7 деталек отделяют вас от интереснейшего устройства, рождающего реальные молнии длинной 5-10 Качер Бровина — что это такое и каково его практическое fbruarticle137018kacher-brovina—chto-eto-takoe-i Cached Качер Бровина это разновидность генератора, собранного на одном транзисторе и работающего, со слов изобретателя, в нештатном режиме Сетевой качер Бровина на полевом транзисторе — GoodIdey goodideyrusetevoj-kacher-brovina-na-polevom Cached Как собрать качер Бровина своими руками; Описание сборки электрической схемы; Как сделать ионный двигатель? Качер на полевом транзисторе Принципиальная схема качера на одном транзисторе Качер Бровина на полевом транзисторе — YouTube wwwyoutubecom watch?vA-ikSxWlLtQ Cached Качер Бровина на полевом транзисторе Качера Бровина на одном транзисторе кт315 и радиоприемнике Сетевой качер Бровина на полевом транзисторе usamodelkinaru2975-setevoy-kacher-brovina-na Cached Сегодня мы рассмотрим некий вариант Катушки Тесла, называется Качер Бровина Не буду вдаваться в историю но скажу, эффект качера (качатель реактивностей) открыл некий Бровин и запатентовал т Качер Бровина на полевом транзисторе DIYtimes diytimesrupost34 Cached Наверное, самая простая схема питания катушки Тесла — это качер Бровина Его можно собрать на лампе, на обычном или полевом транзисторе Схема неприхотливая — работает без настройки Мощный качер Бровина на полевом транзисторе IRF740 wwwyoutubecom watch?vAVfkupWnhHk Cached Мощный качер Бровина на полевом транзисторе irf740 Качер Бровина Схема , описание конструкции Катушка Тесла на одном транзисторе или качер Бровина usamodelkinaru7771-katushka-tesla-na-odnom Cached В этой статье будет рассмотрено создание миниатюрной катушки Тесла на одном транзисторе или так называемый качер Бровина Promotional Results For You Free Download Mozilla Firefox Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of 1 2 3 4 5 Next 232

  • В этой статье будет рассмотрено создание миниатюрной катушки Тесла на одном транзисторе или так назы
  • ваемый качер Бровина. Суть состоит в том, что в катушке Теслы переменное напряжение высокой. Поэтому устройство называется Качер Бровина (по фамилии автора и от сокращения названия качатель реактивнос
  • устройство называется Качер Бровина (по фамилии автора и от сокращения названия качатель реактивности). Выполняются с использованием одного транзистора или одной лампы. Блокинг-генератор представляет собой релаксационную схему , содержащую усилительный элемент (например, транзистор ), работающий в ключевом режиме, и трансформатор, осуществляющий положительную обратную связь. Привлечь внимание к этим возможностям — одна из главных задач научной фантастики. От открытий — к мечте, от мечты — к новым открытиям — вот самая краткая схема развития науки.

и трансформатор

  • 15 мм на трубе 45 см
  • со слов изобретателя
  • собранного на одном транзисторе и работающего

Request limit reached by ad manXML

В этой статье будет рассмотрено создание миниатюрной катушки Тесла на одном транзисторе или так называемый качер Бровина. Суть состоит в том, что в катушке Теслы переменное напряжение высокой. Поэтому устройство называется Качер Бровина (по фамилии автора и от сокращения названия качатель реактивности). Выполняются с использованием одного транзистора или одной лампы. Блокинг-генератор представляет собой релаксационную схему , содержащую усилительный элемент (например, транзистор ), работающий в ключевом режиме, и трансформатор, осуществляющий положительную обратную связь. Привлечь внимание к этим возможностям — одна из главных задач научной фантастики. От открытий — к мечте, от мечты — к новым открытиям — вот самая краткая схема развития науки.

FET: полевой транзистор с примерами

Содержание

Знакомство с полевыми транзисторами

Полевой транзистор (кратко называемый FET) представляет собой однополярный полупроводниковый прибор, который, как и биполярный переходной транзистор, состоит из трех клеммы (например, электронные лампы), в которых ток управляется электрическим полем. Другими словами, основной ток (между истоком и стоком) полевого транзистора (полевого транзистора) управляется за счет эффекта электрического поля, вызванного напряжением, подаваемым между истоком и затвором. Вот почему это называется эффектом поля.

Основное различие между транзистором и электронной лампой заключается в том, что транзистор управляется током, тогда как электронная лампа управляется напряжением. Помимо полевых транзисторов, остальные транзисторы являются усилителями тока. Этот конкретный компонент является усилителем управления напряжением. Выводы обычного транзистора известны как эмиттер, база и коллектор, а три вывода полевого транзистора известны как исток, затвор и сток соответственно. На затвор полевого транзистора подаются напряжения. За счет изменения напряжения затвора заряд обеспечивается изменением сопротивления между истоком и стоком. Входное сопротивление затвора FET (полевого транзистора) очень велико, поэтому через его затвор проходит очень малый ток.

Помните, что работа полевого транзистора (FET) зависит от движения только одного носителя заряда (дырок или электронов), из-за чего они называются транзисторами с униполярным переходом (UJT). В то время как работа биполярных транзисторов (BJT) зависит от движения обоих носителей заряда (то есть дырок и электронов).

Следует запомнить следующие термины, касающиеся «FET (полевой транзистор)».

Источник

Терминал, через который проходит большинство перевозчиков. Другими словами, это терминал, через который носители заряда проникают в швеллер. Он напоминает эмиттер BJT.

Слив

Это терминал, через который выходит большинство перевозчиков. Напряжение сток-исток (V DS ) управляет током стока (I D ). Другими словами, это такая клемма, с помощью которой ток выходит из канала. Этот терминал FET напоминает коллектор BJT.

Затвор

Это управляющая клемма полевого транзистора, который генерирует электрическое поле. Варьируя его, можно модулировать проводимость канала. Другими словами, это электрод, который управляет проводимостью канала между истоком и стоком. Затвор представляет собой две соединенные между собой сильнолегированные области, образующие два P-N перехода. Напряжение источника затвора (В GS ) изменяет смещение ворот. Напряжение входного сигнала подается на затвор. Этот терминальный переход напоминает базу переходного транзистора.

Канал

Это свободное пространство между двумя затворами, через которое проходит большинство носителей от истока к стоку (подача напряжения V DS от стока к истоку) или токопроводящая дорожка полупроводника, находящаяся между истоком и сток, который называется каналом.

Строительство и работа полевого транзистора:

На рис. 5.1 изображена конструкция полевого транзистора (полевой транзистор) и его символы. С конструктивной точки зрения это N или P каналы, как видно из символов. Материал N-типа диффундирует в изолирующую полупроводниковую область или подложку P-типа, благодаря чему формируется относительно узкий канал. После этого между истоком и стоком образуется затвор из P-материала. Конструкция полевого транзистора зависит от большинства носителей. Согласно диаграмме электроны действуют как основной носитель между истоком и стоком, поэтому ток показан стрелкой на диаграмме 5.2

Рисунок 5.1

Мы знаем, что когда PN-переход смещен в обратном направлении, ширина его обедненной области увеличивается. Точно так же, когда затворный переход смещен в обратном направлении относительно истока и стока полевого транзистора, его площадь обеднения также увеличивается. Таким образом, канал проводимости между истоком и стоком сужается, и ток стока уменьшается. Если на затвор подать отрицательное напряжение, ток между истоком и стоком прекратится. Напряжения, подаваемые на затвор, благодаря которым прекращается протекание тока, называются напряжениями отсечки. Во время нормальной работы ворота не смещаются вперед.

Рисунок 5.2

N-канальный полевой транзистор

На рисунке 5.4 представлена ​​схема, в которой N-канальный полевой транзистор (полевой транзистор) (сделанный путем ввода материала P-типа с обеих сторон блока) имеет был использован. На обоих концах блока N напечатаны S (исток) и D (сток), в ряду которых установлена ​​нагрузка RL. Параллельно с FET (полевым транзистором) появляется напряжение (V DS ) (между D и S). На диаграмме также показан ток нагрузки I D , который проходит из канала блока N. Ворота пронизаны на обоих концах блока N.

Как видно на диаграмме 5.5, напряжение (V GS ) вызывает отрицательное смещение (т. е. сеть подключена с отрицательным напряжением смещения), поэтому, пока G более отрицательное по сравнению с S, ток не может проходить через ворота.

Рисунок 5.4

На рисунке (b) показано, что этот конкретный полевой транзистор (полевой транзистор) проводит ток при прохождении тока около 8 мА через его канал N, когда значение V GS равно нулю. Однако если значение V GS изменить на -4 вольта, I D уменьшается до 2 мА. Изменения в D и оказывают незначительное влияние на эти текущие величины. Как эти напряжения, подаваемые на затвор G, контролируют количество тока I D , проходящего через R L (без передачи какого-либо тока от G). Он был разработан ниже

Рисунок 5.5 (a) (b) Полевой транзистор

управляет током своего канала за счет изменения площади обеднения внутри его N-канала, расположенного между двумя материалами P-типа (рис. 5.5). На рисунке 5.6 показано, что при увеличении обратного смещения увеличивается ширина области истощения. В отсутствие смещения, кроме ряда (+) дырок, обнаруживается также некоторое количество (-) электронов. Когда подается очень низкое обратное смещение (рисунок b), все дырки движутся в сторону P, а все электроны — в сторону N. Таким образом, между P и N образуется небольшая обедненная область, через которую ток проводит/проходит. Когда обратное смещение увеличивается (рисунок c), электроны очень быстро текут от N к положительной клемме батареи. Электроны, испускаемые с отрицательной клеммы аккумулятора, объединяются с дырками после входа в область P. Таким образом, ширина непроводящей области или обедненной области увеличивается.

 

Рисунок 5.6

P-канальный полевой транзистор

На рисунке 5.7 показана схема P-канального полевого транзистора и его характеристики. FET (полевой транзистор) состоит из сильно легированного затвора, который проникает через оба конца блока каналов типа P. Согласно рисунку 5.4, обе батареи полевого транзистора P-канала смещены в обратном направлении по сравнению со схемой FET N. Основной ток состоит из потока дырок, катящихся по Р-каналу. Когда затвор G становится еще более положительным для увеличения обратного смещения и площади обеднения, поток тока уменьшается. За счет увеличения V GS смещает дальше, достигается точка, в которой часть проводимости (через которую проходит ток) канала становится настолько узкой, что все потоки истощаются/останавливаются. Это значение V GS называется напряжением отсечки. Наоборот, если значение V GS изменяется более чем на -5 В, затвор работает благодаря прямому смещению. Таким образом, все полевые усиления прекращаются. Если ток затвора не ограничивается установкой резистора, это может привести к повреждению полевого транзистора. Поддержание стандартных условий, если сток и затвор положительны по отношению к истоку и все обычные токи проходят через FET (полевой транзистор). Отношения, которые развиваются между V DS и I D описан на рис. (b)

рис. 5.7

Сравнение полевых транзисторов и биполярных транзисторов
Полевой транзистор Биполярный переходной транзистор
1 Его работа зависит только от потока большинства носителей (дырок и электронов), поэтому его называют биполярным устройством. Его работа зависит от потока основных и неосновных носителей (дырок и электронов), поэтому его называют биполярным устройством.
2 Их довольно легко изготовить, и они занимают относительно мало места. Именно поэтому они наиболее подходят для применения в антигранд-схемах. Его изготовление несколько сложнее и занимает больше места по сравнению с полевыми транзисторами. Вот почему их широкое применение в ИС не является предпочтительным
3 Обычно они менее чувствительны к температуре. Очень чувствительны к температуре
4 Его входное сопротивление довольно высокое (обычно 100 МОм или даже выше) Его выходное сопротивление относительно низкое
5 Его клеммы обычно называются истоком, затвором и стоком соответственно Его выводы обычно называются эмиттером, базой и коллектором
6 Относительно безопаснее против радиации Чувствителен к радиации
7 При использовании в качестве усилителя их коэффициент усиления по напряжению меньше и вызывает большие искажения сигналов Обеспечивает относительно более высокий коэффициент усиления по напряжению при использовании в качестве усилителя и вызывает меньшее искажение сигнала
8 Обеспечивает низкий уровень шума при использовании в качестве усилителя Производит сильный шум. (Помните, что в электрических терминах шум означает неравномерное колебание электрических сигналов из-за движения электрона в полупроводниковой структуре. Шум обычно возникает на ненужных и неприятных сигналах на выходе усилителя, которые сочетаются с полезным сигналом)
9 Это устройство, состоящее из трех клемм Это устройство, состоящее из трех клемм
10 Напряжения усилители Токовые усилители
11 При использовании в качестве переключателя или прерывателя они не способны к напряжению смещения Обеспечение напряжения смещения
12 Их номинальная мощность низкая Их номинальная мощность высока
13 Низкая скорость переключения Высокая скорость переключения

Типы полевых транзисторов

Существует два типа полевых транзисторов

1). Полевой транзистор (JFET)

2). Metal Oxide Semiconductor Field Effect (MOSFET)

Помните, MOSFET также известен как изолированный Gated FET или IGFET. Дальнейшие его виды следующие.

1). Полупроводниковый полевой транзистор с оксидом металла с усилением истощения

2). Enhancement only MOSFET или только E MOSFET

Полевые транзисторы вышеупомянутых типов могут быть N-канальными или P-канальными устройствами. Все типы с символами также могут быть отражены, как показано ниже.

Для проектов, связанных с электроникой и программированием, посетите мой канал YouTube.

Мой канал на YouTube Ссылка

Предыдущая статья: Транзистор как усилитель   и Следующая статья: JFET: Junction Field Effect Transistor

10.2: Измерение основных транспортных свойств устройств на полевых транзисторах

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    55937
    • Паван М. В. Раджа и Эндрю Р. Бэррон
    • Университет Райса через OpenStax CNX

    Полевые транзисторы

    Пожалуй, самое важное изобретение современности. Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Labs Джоном Бардином, Уильямом Шокли и Уолтером Браттейном. Результат усилий по замене неэффективных и громоздких вакуумных ламп в функциях регулирования тока и переключения. Дальнейшие достижения в технологии транзисторов привели к созданию полевых транзисторов (FET), основы современной электроники. Полевые транзисторы работают, используя электрическое поле для управления потоком носителей заряда вдоль канала, аналогично водяному клапану для управления потоком воды в вашей кухонной раковине. Полевой транзистор состоит из трех выводов: истока (S), стока (D) и затвора (G). Область между истоком и стоком называется каналом. Проводимость в канале зависит от наличия носителей заряда, контролируемых напряжением на затворе. На рисунке показана типичная схема, а на рисунке \(\PageIndex{1}\) соответствующее поперечное сечение полевого транзистора с помеченными клеммами истока, стока и затвора. Полевые транзисторы бывают разных видов в зависимости от их легирования каналов (что приводит к режимам улучшения и истощения) и типов затворов, как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\). Двумя типами полевых транзисторов являются полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы на основе оксидов металлов и полупроводников (MOSFET).

    Рисунок \(\PageIndex{1}\) Символ n-канального полевого МОП-транзистора. Рисунок \(\PageIndex{2}\) Типичное сечение n-канального полевого МОП-транзистора. 3}\) Генеалогическое древо полевых транзисторов. Адаптировано из P. Horowitz and W. Hill, in Art of Electronics , Cambridge University Press, New York, 2nd Edn., 1994. переход для управления потоком носителей заряда. PN-переход образуется при сведении противоположных схем легирования по обеим сторонам канала. Схемы легирования могут быть либо n-типа (электроны), либо p-типа (дырки) путем легирования бором/галлием или фосфором/мышьяком соответственно. N-канальные JFET состоят из p-n-p-переходов, в которых исток и сток имеют n-легирование, а затвор — p-легирование. На рисунке \(\PageIndex{4}\) показано поперечное сечение n-канального полевого транзистора в состоянии «ВКЛ», полученное при подаче положительного напряжения сток-исток при отсутствии напряжения затвор-исток. В качестве альтернативы p-канальный JFET состоит из npn-переходов, где исток и сток легированы p-типом, а затвор — легирован n-типом. Для p-канала при отсутствии напряжения на затворе подается отрицательное напряжение сток-исток, чтобы включить npn-устройство, как показано на рисунке \(\PageIndex{5}\). Поскольку полевые транзисторы JFET находятся во включенном состоянии, когда напряжение затвор-исток не подается, их называют устройствами с режимом истощения. Это означает, что для выключения устройства требуется область истощения. Здесь в игру вступает PN-переход. PN-переход работает, позволяя сформировать обедненную область, где электроны и дырки объединяются, оставляя после себя положительные и отрицательные ионы, которые препятствуют дальнейшему переносу заряда, а также истощают доступность носителей заряда на границе раздела. Эта обедненная область проталкивается дальше в канал за счет приложения напряжения затвор-исток. Если напряжение достаточное, область истощения по обеим сторонам канала «перекроет» поток через канал, и устройство будет «ВЫКЛЮЧЕНО». Это напряжение называется напряжением отсечки, В Р . N-канальный V P получается путем увеличения напряжения затвор-исток в отрицательном направлении, а p-канальный V P получается путем увеличения напряжения затвор-исток в положительном направлении.

    Рисунок \(\PageIndex{4}\) Сечение n-канального полевого транзистора в состоянии «ВКЛ». Рисунок \(\PageIndex{5}\) Сечение p-канального полевого транзистора в состоянии «ВКЛ. » государство.
    MOSFET Fundamentals

    Полевой транзистор на основе металл-оксид-полупроводник (MOSFET) использует оксидный слой (обычно SiO2) для изоляции затвора от истока и стока. Тонкий слой оксида предотвращает протекание тока к затвору, но позволяет прикладывать к каналу электрическое поле, которое регулирует поток носителей заряда через канал. Состояние OFF при нулевом напряжении затвор-исток, VGS.

    Для полевых МОП-транзисторов в режиме истощения устройство находится в состоянии «ВКЛ», когда VGS равен нулю в результате структуры устройства и схемы легирования. Полевой МОП-транзистор с n-канальным режимом обеднения состоит из выводов истока и стока, сильно легированных n, поверх подложки, легированной p. Под изолирующим оксидным слоем находится тонкий слой кремния n-типа, который позволяет носителям заряда течь в отсутствие напряжения на затворе. Когда на затвор подается отрицательное напряжение, внутри канала образуется обедненная область, как показано на рисунке. Если напряжение на затворе достаточно, обедненная область перекрывает поток электронов.

    Рисунок \(\PageIndex{6}\) Поперечное сечение n-канального полевого МОП-транзистора с режимом истощения при приложении отрицательного напряжения затвора с образованием обедненного слоя.

    Для полевых МОП-транзисторов в режиме расширения состояние ВКЛ достигается приложением напряжения затвора в направлении напряжения стока; положительное напряжение для n-канальных полевых МОП-транзисторов и отрицательное напряжение для p-канальных полевых МОП-транзисторов. Термин «улучшение» происходит от увеличения проводимости, наблюдаемого при подаче напряжения на затвор. Это увеличение проводимости возможно благодаря инверсионному слою, индуцированному приложенным к затвору электрическим полем, как показано на рисунке \(\PageIndex{7}\) для полевых МОП-транзисторов с n-канальным режимом улучшения и на рисунке \(\PageIndex{8}\) для полевых МОП-транзисторов с p-канальным режимом расширения соответственно.

    Рисунок \(\PageIndex{7}\) Изображение индуцированного инверсионного слоя с носителями заряда n-типа в n-канальном режиме улучшения MOSFET.Рисунок \(\PageIndex{8}\) Изображение индуцированного инверсионного слоя с носителями заряда p-типа в полевом МОП-транзисторе с режимом улучшения p-канала.

    Толщина этого инверсионного слоя регулируется величиной напряжения затвора. Минимальное напряжение, необходимое для формирования инверсионного слоя, называется пороговым напряжением затвор-исток, V T . В случае n-канальных полевых МОП-транзисторов состояние «ВКЛ» достигается, когда V GS > V T и приложено положительное напряжение сток-исток, V DS . Если значение V GS слишком низкое, дальнейшее увеличение V DS приводит только к увеличению области истощения вокруг стока. Полевые МОП-транзисторы с p-канальным режимом работают аналогично, за исключением того, что напряжения меняются местами. В частности, состояние «ВКЛ» возникает, когда V GS < V T и приложено отрицательное напряжение сток-исток.

    Измерение основных параметров полевого транзистора

    Как в академических, так и в промышленных условиях характеристика полевых транзисторов полезна для определения характеристик устройства. Определение качества и типа полевого транзистора можно легко решить путем измерения транспортных характеристик в различных экспериментальных условиях с использованием системы определения характеристик полупроводников (SCS). Путем анализа ВАХ с помощью так называемых разверток напряжения можно определить следующие ключевые параметры устройства:

    Напряжение отсечки В
    p

    Напряжение, необходимое для выключения JFET. При проектировании цепей важно определить напряжение отсечки, чтобы избежать утечки тока, которая может резко снизить производительность.

    Пороговое напряжение В
    T

    Напряжение, необходимое для включения МОП-транзистора. Это критический параметр для эффективной схемы.

    Сопротивление канала R
    DS

    Сопротивление между стоком и истоком в канале. Это влияет на величину тока, передаваемого между двумя терминалами.

    Рассеиваемая мощность P
    D

    Рассеиваемая мощность определяет количество тепла, выделяемого транзистором. Это становится реальной проблемой, так как транспортные свойства ухудшаются при нагреве канала.

    Эффективная подвижность носителей заряда µ
    n

    Подвижность носителей заряда определяет, насколько быстро носители заряда могут перемещаться по каналу. В большинстве случаев более высокая мобильность приводит к лучшей производительности устройства. Подвижность также можно использовать для измерения концентрации примесей, дефектов, температуры и носителей заряда.

    Коэффициент усиления крутизны g
    m (адмиттанс передачи)

    gm является мерой усиления или усиления тока при заданном изменении напряжения на затворе. Это критично для электроники усилительного типа.

    Необходимое оборудование

    ПК с программным обеспечением Keithley Interactive Test Environment (KITE).

    Система определения характеристик полупроводников (Keithley 4200-SCS или аналогичный).

    Зондовая станция.

    Наконечники зондов.

    Защитные перчатки.

    Измерительные (V-I) характеристики

    Система определения характеристик полупроводников — это автоматизированная система, которая обеспечивает определение характеристик полупроводниковых устройств и испытательных структур как (V-I), так и (V-C). Усовершенствованный цифровой анализатор параметров развертки обеспечивает точность и скорость субмикронной характеристики. В этой системе используется программное обеспечение Keithley Interactive Test Environment (KITE), разработанное специально для характеризации полупроводников.

    Процедура
    1. Подсоедините наконечники датчиков к станции датчиков. Затем подключите банановые штекеры от станции датчика к разъему BNC, убедившись, что они не соединены с землей.
    2. Выберите подходящие соединения для теста из таблицы \(\PageIndex{1}\)
    3. Поместите образец транзистора на станцию ​​зонда, но не позволяйте кончикам зонда касаться образца, чтобы предотвратить возможное поражение электрическим током (во время включения SMU может кратковременно выдавать высокое напряжение).
    4. Включите питание, расположенное в правом нижнем углу передней панели. Последовательность включения питания может занять до 2 минут.
    5. Запустите программу KITE. На рисунке \(\PageIndex{9}\) показано окно интерфейса.
    6. Выберите соответствующую настройку в раскрывающемся списке «Дерево проекта» (вверху слева).
    7. Сопоставьте клеммные соединения на вкладке «Определение» с физическими соединениями наконечников датчиков. Если соединение еще не согласовано, вы можете назначить/переназначить клеммные соединения, используя клавишу со стрелкой рядом с полем выбора прибора, в котором отображается список возможных соединений. Выберите соединение в поле выбора прибора, которое соответствует физическому соединению терминала устройства.
    8. Установите параметры Force Measure для каждого терминала. Заполните необходимые параметры функции, такие как запуск, остановка, размер шага, диапазон и соответствие. Для типичных разверток напряжения вам потребуется форсировать напряжение между стоком и истоком при измерении тока на стоке. Не забудьте провести несколько разверток напряжения при различных принудительных напряжениях затвора, чтобы помочь в анализе.
    9. Отметьте поле тока/напряжения, если вы хотите, чтобы ток/напряжение записывались на листе данных вкладки «Лист» и были доступны для построения на вкладке «График».
    10. Теперь установите контакт с образцом с помощью наконечников зонда
    11. .
    12. Запустите настройку измерения, щелкнув зеленую стрелку «Выполнить» на панели инструментов, расположенной над вкладкой «Определение». Убедитесь, что индикатор измерения в правом нижнем углу передней панели горит.
    13. Сохраните данные, щелкнув вкладку «Лист», а затем выбрав вкладку «Сохранить как». Выберите формат файла и местоположение.
    Соединение Описание
    СМУ1 Средняя мощность с малошумящим предусилителем
    СМУ2 Источник средней мощности без предусилителя
    СМУ3 Высокая мощность
    Земля Для больших токов
    Таблица \(\PageIndex{1}\) Выбор соединения.
    Рисунок \(\PageIndex{9}\) Окно интерфейса Keithley Interactive Test Environment (KITE).

    Анализ измерений

    Типовые вольт-амперные характеристики JFET

    Развертка напряжения — отличный способ узнать об устройстве. На рисунке \(\PageIndex{10}\) показан типичный график развертки напряжения сток-исток при различных напряжениях затвор-исток при измерении тока стока ID для n-канального JFET. Характеристики VI имеют четыре различных области. Анализ этих областей может предоставить критическую информацию о характеристиках устройства, таких как напряжение отсечки, VP, усиление транскондуктивности, gm, сопротивление канала сток-исток, RDS и рассеиваемая мощность, PD.

    Рисунок адаптирован из Electronic Tutorials (www.electronic-tutorials.ws).
    Омическая область (линейная область)

    Эта область ограничена VDS < VP. Здесь JFET начинает течь ток стока с линейной реакцией на напряжение, ведя себя как переменный резистор. В этой области сопротивление канала сток-исток, RDS, моделируется \ref{1}, где ΔVDS — изменение напряжения сток-исток, ΔID — изменение тока стока, а gm — усиление крутизны. Решение для gm приводит к \ref{2}.

    \[ R_{DS}\ =\ \\frac{\Delta V_{DS}}{\Delta I_{D}}\ =\ \frac{1}{g_{m}} \label{1} \]

    \[ g_m\ =\ \frac{\Delta I_{D}}{\Delta V_{DS}}\ =\ \\frac{1}{R_{DS}} \label{2} \]

    Насыщенность Область

    Это область, в которой JFET полностью включен. Максимальное количество тока протекает для данного напряжения затвор-исток. В этой области ток стока можно смоделировать с помощью \ref{3}, где ID — ток стока, IDSS — максимальный ток, VGS — напряжение затвор-исток, а VP — напряжение отсечки. Нахождение напряжения отсечки дает \ref{4}.

    \[ I_{D}\ =\ I_{DSS}(1\ -\ \frac{V_{GS}}{V_{P}}) \label{3} \]

    \[ V_{P} \ =\ 1\ -\ \frac{V_{GS}}{\sqrt{\frac{I_D}{I_{DSS}}}} \label{4} \]

    Область пробоя

    Эта область характеризуется резкое увеличение тока. Подаваемое напряжение сток-исток превышает предел сопротивления полупроводникового канала, что приводит к пробою транзистора и протеканию неконтролируемого тока.

    Область отсечки (область отсечки)

    В этой области напряжения затвор-исток достаточно, чтобы ограничить поток через канал, фактически отсекая ток стока. Рассеиваемая мощность, PD, может быть решена с использованием закона Ома (I = V/R) для любого региона с помощью \ref{5}. 9{2}/R_{DS} \label{5} \]

    V-I характеристики p-канального полевого транзистора ведут себя аналогично, за исключением того, что напряжения меняются местами. В частности, точка отсечки достигается, когда напряжение затвор-исток увеличивается в положительном направлении, а область насыщения достигается, когда напряжение сток-исток увеличивается в отрицательном направлении.

    Типовые ВАХ полевых МОП-транзисторов

    На рисунке \(\PageIndex{11}\) показан типичный график развертки напряжения сток-исток при различных напряжениях затвор-исток при измерении тока стока, I D для идеального n-канального полевого МОП-транзистора. Как и JFET, V-I характеристики MOSFET имеют отдельные области, которые предоставляют ценную информацию о транспортных свойствах устройства.

    Рисунок взят из Electronic Tutorials (www.electronic-tutorials.ws).
    Омическая область (линейная область)

    Улучшенный n-канальный МОП-транзистор ведет себя линейно, действуя как переменный резистор, когда напряжение затвор-исток больше порогового напряжения, а напряжение сток-исток больше, чем напряжение затвор-исток . В этой области ток стока можно смоделировать с помощью \ref{6}, где ID — ток стока, VGS — напряжение затвор-исток, VT — пороговое напряжение, VDS — напряжение сток-исток, а k — геометрическое коэффициент, описываемый \ref{7}, где µ 9{2} \label{8} \]

    Нахождение порогового напряжения VT дает \ref{9}.

    \[ V_{T}\ =\ V_{GS}\ -\ \sqrt{\frac{I_{D}}{k}} \label{9} \]

    Область отсечки (область отсечки)

    Когда напряжение затвор-исток, VGS, ниже порогового напряжения VT, носители заряда в канале недоступны, «перекрывая» поток заряда. Рассеиваемая мощность для полевых МОП-транзисторов также может быть решена с помощью уравнения 6 в любой области, как и в случае JFET.

    FET V-I Резюме

    Типичные ВАХ для всего семейства полевых транзисторов, показанные на рисунке \(\PageIndex{11}\), представлены на рисунке \(\PageIndex{12}\).

    Рисунок \(\PageIndex{12}\) График ВАХ для различных типов полевых транзисторов. Адаптировано из P. Horowitz and W. Hill, in Art of Electronics, Cambridge University Press, New York, 2 nd Edn. , 1994.

    Из рисунка \(\PageIndex{12}\) мы можем видеть, как схемы легирования, приводящие к усилению и обеднению, смещаются вдоль оси ВГС. Кроме того, по графику можно определить состояние ВКЛ или ВЫКЛ для заданного напряжения затвор-исток, где (+) — положительное значение, (0) — ноль, а (-) — отрицательное значение, как показано в таблице \(\PageIndex {1}\).

    Таблица \(\PageIndex{1}\): Состояние ВКЛ/ВЫКЛ для различных полевых транзисторов при заданном напряжении затвор-исток, где (-) — отрицательное напряжение, а (+) — положительное напряжение.
    Тип полевого транзистора В ГС = (-) В ГС = 0 В ГС = (+)
    n-канальный JFET ВЫКЛ НА ПО
    p-канальный JFET НА НА ВЫКЛ
    n-канальный МОП-транзистор с обеднением ВЫКЛ НА НА
    МОП-транзистор с истощением канала p НА НА ВЫКЛ
    n-канальный улучшенный МОП-транзистор ВЫКЛ ВЫКЛ НА
    Полевой МОП-транзистор с p-каналом НА НА ВЫКЛ

    Эта страница под названием 10. 2: Измерение ключевых транспортных свойств устройств на полевых транзисторах распространяется под лицензией CC BY 4.0, автором, ремиксом и/или куратором являются Паван М. В. Раджа и Эндрю Р. Бэррон (OpenStax CNX) через исходный контент, который был отредактировано в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или страница
        Автор
        Паван М. В. Раджа и Эндрю Р. Бэррон
        Лицензия
        СС BY
        Версия лицензии
        4,0
        Показать страницу Содержание
        нет на странице
      2. Теги
        1. Полевые транзисторы
        2. источник@http://cnx. org/contents/[email protected]

      FET: определение, символ, работа, характеристики, типы и применение

      Привет друзья! Надеюсь, вы все счастливы, здоровы и довольны. В последнее время мы обсуждали транзисторы, от основного определения до типов и характеристик транзисторов, мы рассмотрели все это. Если у вас есть краткое представление о транзисторах, вы должны знать о полевых транзисторах или, возможно, где-то слышали или читали о них, это один из самых ранних известных типов транзисторов, который является нашей сегодняшней темой обсуждения.

      Полевые транзисторы были сделаны, чтобы скрыть недостаток ранее известных транзисторов, которые занимали много места и производили много шума, еще одной серьезной проблемой была низкая надежность предыдущих версий. Итак, давайте начнем с FET.

      Определение полевого транзистора

      Давайте сначала определим полевой транзистор,

      • «Полевой транзистор — это униполярный транзистор, изготовленный из полупроводникового материала, который использует электрическое поле для управления протеканием тока».

      История полевых транзисторов

      • Чтобы узнать, как развивались полевые транзисторы на протяжении веков, давайте совершим короткую экскурсию в историю, в дни, когда у нас не было большого количества ресурсов для материализации наших концепций.
      • Первая попытка создать полевой транзистор была предпринята Джулиусом Эдгаром в 1925 году, и, к сожалению, он с треском провалился, но ему посчастливилось запатентовать эту концепцию.
      • В 1934 году Оскар Хейл попытал счастья, но не смог.
      • В 1945 году полевой транзистор Junction был первым устройством на полевых транзисторах, созданным Генрихом Велькером.
      • В последующие годы было предпринято несколько попыток и были введены различные типы материалов для изготовления полевых транзисторов и родственных им типов. Все эти удачные и неудачные попытки привели к созданию современного полевого транзистора.

      Однополярность полевого транзистора

      Однополярность полевого транзистора означает, что транзистор использует для работы либо дырки, либо электроны, в зависимости от типа материала, из которого он изготовлен, в отличие от биполярных транзисторов, в которых используются как электроны, так и дырки для их функционирования.

      Символ полевого транзистора_ FET

      • На следующем рисунке показан символ полевого транзистора.
      • На рисунке показаны три клеммы, а именно затвор, исток и сток, обозначенные буквами D, G и S.
      • Направление стрелки отражает направление электрического поля.
      • Символ немного отличается для двух разных типов полевых транзисторов FET, они могут быть N-канальными FET или P-канальными FET, вы узнаете символы разных FET в соответствующих разделах этой статьи.

      Почему полевые транзисторы так называются, или что означает полевой транзистор?

      Теперь вы, должно быть, думаете о том, как полевой транзистор получил свое название? Что имеется в виду под FET? За этим стоит несколько предположений, одно из которых я считаю подходящим, это то, что слабый электрический сигнал, поступающий через электрод, генерирует большее электрическое поле и через другие части транзистора, поэтому они называются полевыми эффектами. транзисторы. Если вы знаете какую-либо другую причину, по которой мы называем их полевыми транзисторами, кроме этой, вы можете сообщить мне об этом в разделе комментариев ниже, я с нетерпением жду вашего ответа!

      BJT против FET

      Много раз FET сравнивают с BJT, давайте кратко рассмотрим их особенности в этом разделе. Вот некоторые из существенных различий между ними двумя;

      • BJT немного шумнее, чем FET.
      • BJT имеет более высокое выходное сопротивление, чем FET.
      • BJT управляется током, тогда как FET управляется напряжением.
      • BJT имеет более низкий входной импеданс, чем FET.

      Работа полевого транзистора FET

      Базовая конструкция полевого транзистора FET

      В отличие от других типов транзисторов, полевые транзисторы не состоят из типичных коллектора, эмиттера и базы, хотя количество компонентов такое же, но название и функции каждого компонента совершенно разные. Чтобы понять работу полевого транзистора, давайте сначала обсудим его основные компоненты один за другим.

      Источник

      • Исток обозначен символом S. Он выполняет роль электрода полевого транзистора, через который носители заряда поступают в канал при подаче напряжения.
      • Как следует из названия, источник полевого транзистора работает как источник носителей заряда.

      Затвор

      • Обозначается буквой G, везде, где вы видите G, сразу предполагайте, что это полевой транзистор, в случае транзисторов. Проводящая история полевого транзистора начинается с подачи напряжения на затвор, которое передается на другие компоненты.

      Слив

      • Сток обозначен символом D. Сток — это электрод полевого транзистора, который обеспечивает канал для носителей заряда, помогая им покинуть цепь.

      Работа полевого транзистора
      • Поскольку у вас есть краткое представление об основных компонентах полевого транзистора и их функциях, мы собираемся обсудить работу полевого транзистора.
      • Ток всегда течет от источника S к стоку D.
      • Напряжение подается на клеммы Gate и Source, что создает проводящий канал между источником S и Gate G.
      • Электроны или дырки текут от истока S к стоку D в виде потока через канал.
      • Есть несколько других вещей, связанных с работой и функциями полевого транзистора в зависимости от их типов, которые мы собираемся обсудить в соответствующих разделах. Итак, следите за обновлениями!
      • Здесь возникает простой вопрос, который часто не задают и на который тоже не дают ответа, почему полевые транзисторы FET называются устройствами, управляемыми напряжением?
      • Полевые транзисторы называются устройствами, управляемыми напряжением, потому что ток в стоке, представленный как ID, зависит от напряжения на затворе G, в отличие от транзистора с биполярным переходом, который является устройством, управляемым током.
      • Напряжение затвора очень важно для проведения тока к стоку.
      • Есть два явления, влияющие на это: истощение канала и усиление состояния канала. Давайте обсудим их один за другим.
      • Истощение канала. Рассмотрим N-канальный полевой транзистор, в котором большинство электронов являются носителями заряда. Делая затвор более отрицательным, мы отталкиваем электроны от затвора, и эти электроны насыщают канал, увеличивая его сопротивление. Это делает область затвора тоньше из-за минимального движения электронов, но говорят, что канал проводимости истощается из-за повышенного сопротивления.
      • Снова рассмотрим n-канальный полевой транзистор, теперь подумайте сами, что произойдет, если вы сделаете затвор G полевого транзистора более положительным? Движение электронов устремится к воротам! Это сделает область ворот толще из-за большего трафика, но на параллельных линиях канал проводимости будет усилен из-за меньшего сопротивления.

      Типы полевых транзисторов

      Мы можем разделить полевые транзисторы на следующие типы в зависимости от их структуры;

      • Соединение Полевой транзистор JFET
      • Металлооксидный полевой транзистор MOSFET

      Полевой транзистор JFET

      • Полевой транзистор — один из самых простых типов полевых транзисторов.
      • Они униполярны по действию и работают либо с электронами, либо с дырками, что свойственно и простым полевым транзисторам.
      • Переходной полевой транзистор имеет очень высокий уровень входного сопротивления.
      • В отличие от биполярного полевого транзистора, он мало шумит или как-то молчит по сравнению с ним.
      • Структура полевого транзистора Junction Field Effect зависит от его типа, как правило, JFET состоит из двух полупроводниковых материалов n-типа и одного p-типа, и наоборот.
      • Обозначение переходного полевого транзистора следующее;

      Типы JFET

      Есть еще два типа переходных полевых транзисторов.

      • N-канальные полевые транзисторы
      • P-канальные полевые транзисторы

      Теперь мы подробно обсудим эти два типа переходных полевых транзисторов — JFET.

      N-канальные полевые транзисторы

      Конструкция N-канального полевого транзистора Давайте сначала обсудим конструкцию N-канального полевого транзистора.

      • В качестве подложки берется брусок из полупроводникового материала n-типа, в основном из силикона.
      • Затем стержень рассеивается двумя силиконовыми стержнями p-типа, которые меньше по размеру, чем кремниевый стержень n-типа, на двух крайних концах стержня-подложки. Только представьте, что вы кладете и склеиваете два маленьких блока с крайней правой и крайней левой сторон большого блока, сделанного из дерева или любого другого материала, который вы можете склеить!
      • Теперь мы закончили рассеивание материалов p-типа в нашу подложку n-типа, оставшаяся область проводит ток и помечена как Channel. Эти каналы отвечают за токопроводящее действие полевых транзисторов при подаче напряжения.
      • После того, как мы закончили с формированием канала, мы теперь увидим, как основные части, такие как Gate, Source и Drain, формируются из этих рассеянных полупроводниковых блоков.
      • Два рассеянных кремниевых стержня p-типа, которые теперь сформировали PN-переход с материалом n-типа, теперь соединяются вместе, образуя ворота.
      • Два конца канала, который образовался ранее после процесса диффузии, металлизируются для преобразования в исток и сток.
      • N-канальные полевые транзисторы предполагают, что электроны являются основными носителями заряда. Они более эффективны, чем полевые транзисторы с p-канальным переходом, потому что электроны движутся быстрее, чем дырки.
      Полевые транзисторы с P-каналом

      Конструкция полевого транзистора с P-каналом

      • Тот же процесс повторяется для построения полевого транзистора с p-каналом.
      • Подложка из материала p-типа принимает форму большой пластины или бруска, а затем рассеивается двумя меньшими брусками n-типа.
      • Канал, образованный после диффузии, затем металлизируется с обоих концов, образуя исток и сток.
      • PN-переход, образованный двумя полупроводниковыми материалами n-типа, затем соединяется для формирования ворот.
      • Вот как устроены полевые транзисторы с p-канальным переходом.
      • Полевые транзисторы с p-канальным переходом предполагают, что дырки являются основными носителями заряда, поскольку они униполярны.

      Работа переходного полевого транзистора

      • Полевой транзистор Junction всегда работает в режиме обратного смещения, поэтому у них очень высокое входное сопротивление.
      • В случае транзистора с полевым эффектом перехода ток затвора равен нулю, что обозначается; ИГ=0
      • Входное напряжение, обозначенное VGS, является управляющим фактором для выходного тока, обозначенного ID.
      • Вы, должно быть, думаете, как мы контролируем ширину канала, по которому проходит ток? Ответ прост, мы меняем ширину PN-перехода с обеих сторон канала, что увеличивает сопротивление протеканию тока.

      Поскольку мы уже знаем, что полевой транзистор Junction работает только в условиях обратного смещения, давайте теперь обсудим несколько сценариев, чтобы узнать, как генерируется выходной сигнал при различных обстоятельствах.

      Состояние нулевого смещения переходного полевого транзистора
      • Когда на затвор не подается внешнее напряжение VGS, результирующее напряжение на стоке будет равно нулю, что можно записать как VGS = VDS = 0
      • Области истощения будут иметь ту же толщину, что и раньше, потому что напряжение еще не приложено.
      • В этом состоянии с нулевым смещением создается ток стока, позвольте мне рассказать вам, как! Носители заряда при отсутствии разности потенциалов начинают двигаться от истока к стоку, создавая ток стока, противоположный обычному протеканию тока.
      • Таким образом, в условиях нулевого смещения в переходном полевом транзисторе существует только ток стока.

      Условия обратного смещения полевого транзистора перехода

      Сценарий применения малого обратного напряжения

      • При наличии потенциала или малого напряжения напряжение затвор-исток VGS, от которого зависит ток стока ID, при подаче малого обратного потенциала ширина обедненной области увеличивается.
      • Из-за увеличения ширины областей обеднения с обеих сторон каналу становится трудно проводить ток.
      • Эта трудность канала для проведения тока приводит к падению напряжения.
      • Ширина области обеднения больше увеличивается по направлению к выводу стока, можно считать это случайным, но в науке ничего не существует в рамках рассуждений и логики, область обеднения больше увеличивается по направлению к стоку, потому что падение напряжения выше на стороне стока .
      • Значение ID тока стока меньше из-за сокращения канала проводимости.

      Сценарий приложения большого обратного напряжения

      • В этом случае мы применяем более высокое отрицательное напряжение, которое является нашим напряжением от затвора к источнику, представленным VGS
      • Области истощения обоих соответствующих PN-переходов продолжают увеличиваться в ширину.
      • В конце концов, обе области истощения встречаются или, можно сказать, касаются друг друга.
      • Вот вопрос к вам, что произойдет, если обе обедненные области встретятся или диффундируют друг в друга? В конечном итоге они заблокируют проведение тока!
      • Точка, в которой конкретное напряжение полностью блокирует канал проводимости, называется напряжением отсечки или иногда отсечкой

      MOSFET_  металл-оксидные полевые транзисторы.

      Второй тип полевых транзисторов — это MOSFET, полевые транзисторы на основе оксида металла.

      Металлооксидные полевые транзисторы являются одним из наиболее распространенных типов широко используемых транзисторов.

      Особенности MOSFET
      • MOSFET потребляет меньше энергии, чем другие транзисторы.
      • Они исключительно масштабируемы и, если вы помните закон Мура, являются его лучшим практическим воплощением.
      • МОП-транзисторы
      • имеют высокие скорости переключения, поэтому они используются для генерации последовательностей импульсов. Вы знаете, что такое импульсный поезд? Последовательность импульсов представляет собой прямоугольную форму асимметричных волн, которые являются периодическими, но несинусоидальными по своей природе.
      • Полевые транзисторы на основе оксида металла
      • идеально подходят для цифровых, аналоговых и линейных схем.
      • Иногда металлооксидные полевые транзисторы — МОП-транзисторы также называют IGFET, полевыми транзисторами с изолированным затвором.

      Базовая структура MOSFET
      • Давайте теперь обсудим базовую структуру металлооксидных полевых транзисторов MOSFET.
      • Металлооксидный полевой МОП-транзистор состоит из четырех компонентов, в отличие от JFET.
      • Компоненты MOSFET включают исток S, сток D, корпус B и затвор G.
      • Затвор отделен от корпуса транзистора через изоляционный материал
      • МОП-транзистор
      • очень похож на JFET, но основное отличие заключается в изоляции электрода затвора от канала проводимости, либо канала P, либо канала N, с помощью тонкого слоя в основном из SiO2 или стекла.
      • Изоляция клеммы Gate слоем оксида металла помогает увеличить входное сопротивление. Изоляция может увеличить значение входного сопротивления до мегаом.
      • Для подробного ознакомления с MOSFET, его конструкцией, работой и применением вы можете обратиться к подробной статье, представленной на нашем веб-сайте.

      Символ полевого транзистора на основе оксида металла MOSFE T
      • Следующий символ используется для обозначения MOSFET.
      • Стрелка указывает направление тока, и я уже знаю, что вы знаете об этом!
      • Теперь вы, должно быть, думаете, почему символическое изображение показывает только три клеммы, пожалуйста, не ищите четвертую! Потому что источник всегда привязан к терминалу тела и представлен как один терминал.
      • Таким образом, вы можете обнаружить только три терминала с названиями Gate G, Drain D и Source S.

      Типы МОП-транзисторов

      Ниже приведены четыре широко известных типа MOSFET;

      • N-канальный режим расширения MOSFET
      • Режим расширения P-канала MOSFET
      • N-канальный режим истощения MOSFET
      • Режим истощения P-канала MOSFET

      Подробный обзор всех этих типов MOSFET можно найти в нашей статье о MOSFET.

      Характеристики полевого транзистора

      • Текущее напряжение, ВАХ полевого транзистора нанесены на график между приложенным напряжением VDS и током стока ID.
      • График для изучения характеристической кривой полевого транзистора_FET построен между переменными значениями тока стока, представленными ID по оси y, с переменными значениями VDS по оси x.

      На графике показаны следующие регионы;

      • Омический район
      • Область отсечки
      • Насыщенность или активная область
      • Область пробоя

      Обратитесь к графику для лучшего понимания.

      Теперь мы подробно обсудим каждый из регионов.

      Омическая область

      • Это крайняя левая сторона графика, которая представляет значение ID тока стока, когда приложенное напряжение транзистора между истоком и затвором равно нулю, т.е. VGS= 0
      • Проводящий канал в данном случае небольшой, но не узкий.
      • Области истощения на соответствующих сторонах имеют одинаковый размер и еще не начали расширяться.
      • Наш полевой транзистор действует как резистор, управляемый напряжением, в этом примере кривой ВАХ.

      Область отсечки

      • Это вторая область нашего графика, представленная фиолетовыми линиями.
      • Эта область отсечки также называется областью отсечки, потому что напряжение VGS, управляющее током транзистора, достаточно велико, чтобы схема работала как открытый ключ.
      • В области отсечки проводящий канал для тока практически закрыт из-за увеличенной толщины областей обеднения с обеих сторон.

      Область насыщения

      • Область насыщения также называется активной областью графика.
      • В этой области полевой транзистор ведет себя как хороший проводник.
      • Значение приложенного напряжения VGS, напряжение между затвором и истоком управляет транзистором.
      • Напряжение источника стока VDS оказывает минимальное влияние на текущий идентификатор транзистора в этот самый момент.

      Область пробоя

      • Это последняя и конечная область кривой характеристики полевого транзистора, вы можете наблюдать эту область в крайнем правом углу.
      • Напряжение между истоком и стоком, представленное VDS, в этой точке очень высокое.
      • Напряжение достаточно велико, чтобы проводящий канал был разорван, и максимальный ток проходит через канал в сток.

      Применение полевых транзисторов

      • Полевые транзисторы произвели революцию в мире электроники, существует бесконечный список применений полевых транзисторов, в этом разделе мы обсудим несколько важных.
      • Полевые транзисторы
      • Полевые транзисторы часто используются в интегральных схемах из-за их меньшего размера и компактности.
      • Полевые транзисторы
      • используются в операционных усилителях в качестве VR, резисторов с переменным напряжением.
      • Они также используются в регуляторах тембра для работы микшера на ТВ и FM.
      • Полевые транзисторы
      • также используются в логических элементах.
      • Полевые транзисторы
      • также широко используются в производстве цифровых переключателей.

      Теперь мы обсудим некоторые из наиболее продвинутых применений полевых транзисторов.

      FET в качестве буферного усилителя

      • Прежде всего, давайте сначала обсудим, что делает буфер? Буфер обеспечивает успешную передачу цифрового или аналогового сигнала на предыдущую волну.
      • Буфер напряжения помогает усиливать ток, не нарушая фактического уровня напряжения.
      • Итак, поскольку вы хорошо знаете функцию буфера, мы обсудим, как полевой транзистор действует как буферный усилитель.
      • Буферный усилитель отделяет предыдущий каскад сигнала от последующего, для этого служит сток полевого транзистора.
      • Наконец, вы должны подумать, какое характерное свойство помогает полевому транзистору достичь этого. У меня есть ответ на этот ваш вопрос! Высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс делают полевой транзистор превосходным буферным усилителем.

      FET в качестве аналогового переключателя

      • В последнее время мы обсуждали использование полевых транзисторов в аналоговых и цифровых переключателях, теперь мы обсудим их использование в аналоговых переключателях.
      • Мы обсуждали это ранее, а также в нашей кривой характеристик и сценариях работы полевого транзистора, когда выходное напряжение равно входному напряжению, благодаря чему полевой транзистор работает как переключатель.
      • Когда VGS, который является напряжением истока затвора, как вы уже знаете, отсутствует, полевой транзистор работает как маленькое сопротивление, хотя ток стока немного присутствует, но его величина практически незначительна.
      • Математическое выражение можно записать как

      VOUT = {RDS/ (RD + RDS (ON)}* Vin

      • Если вы помните, область отсечки кривой ВАХ нашего полевого транзистора, когда на источник затвора подается максимальное отрицательное напряжение области, и, в конечном счете, полевой транзистор_FET начинает действовать как очень высокое сопротивление.
      • Это сопротивление находится в диапазоне мегаом.
      • В этом случае выходное напряжение Vout почти равно входному напряжению, которое было VGS.

      Полевой транзистор в качестве генератора с фазовым сдвигом

      • Полевые транзисторы идеально подходят для использования в качестве генератора с фазовым сдвигом.
      • Генераторы фазового сдвига
      • используются для генерации сигналов с широким диапазоном частот.
      • Полевые транзисторы
      • могут использоваться как для усиления, так и для работы в контуре обратной связи, поэтому они отлично подходят для работы в качестве фазовращателей.
      • Полевые транзисторы
      • _ Полевые транзисторы имеют высокий входной импеданс, поэтому при использовании их в качестве генераторов с фазовым сдвигом возникает очень меньший эффект нагрузки.
      • В большинстве случаев для этой цели используются N-канальные полевые транзисторы.
      • Вы можете увидеть полевые транзисторы в качестве генераторов фазового сдвига в устройствах GPS, музыкальных инструментах и ​​многих других местах, где модулируются аудиосигналы, такие как синтезатор голоса.

      Полевой транзистор в качестве каскодного усилителя

      • Код регистра слов был получен из фразы «Каскад к катоду».
      • Цепи
      • Cascode состоят из двух компонентов, первый из которых представляет собой усилитель крутизны, а второй — буферный усилитель.
      • Усилители
      • Cascode обычно изготавливаются с использованием полевых транзисторов из-за их высокого входного сопротивления.
      • Мы используем каскодные усилители из-за того, что они имеют низкую входную емкость, в противном случае обычно используемые обычные усилители имеют более высокое значение входной емкости в целом, чем каскодные усилители.
      • Хотя коэффициент усиления по напряжению одинаков для обоих усилителей, что опять-таки является беспроигрышной ситуацией для
      • . Усилители Cascode
      • на полевых транзисторах.

      FET в мультиплексоре

      • Давайте сначала обсудим функцию мультиплексора, мультиплексор собирает различные сигналы от разных источников, чтобы представить их как один выходной сигнал. Представьте себе целый год напряженной работы, а конечный результат сводится в единую карточку результатов после экзамена!
      • Полевые транзисторы
      • Junction используются для построения схемы мультиплексора.
      • Каждый полевой транзистор работает как SPST.
      • Если вы не знаете о SPST, позвольте мне сказать вам, что это однополюсный однопозиционный переключатель, который генерирует один выход из одного входа.
      • SPST используется в качестве переключателя в цепях.

      Рассмотрим принципиальную схему, приведенную ниже;

      • Все входные сигналы блокируются, когда сигналы управления становятся более отрицательными, чем напряжение источника затвора VGS.
      • Это условие блокирует все входные сигналы.
      • Повернув любое из управляющих напряжений V1, V2 или V3 на ноль, мы можем получить одну желаемую выходную волну.
      • Учтите, что если вы установите V2 на ноль, мы получим треугольный сигнал.
      • Если мы обратим V3 в ноль, вы можете сами понять из принципиальной схемы, волновой сигнал, который вы получите, Go! Прокрутите вверх!
      • Так вот как полевые транзисторы используются в мультиплексорах.

      FET как малошумящий входной усилитель

      • Как вы определяете шум? Неприятный для ушей звук или при разговоре сигнализирует о помехах, которые вызывают ненужную турбулентность в желаемом выходе, делая его скудным или слабым.
      • Шум возникает во многих механических и электрических приборах, но иногда для некоторых вещей он допустим, а иногда нет!
      • Только представьте себе мешающий шум, когда вы транслируете видео или аудио, громкий сигнал, который размывает музыку во время вашего солнечного пляжного дня на вашем радио, никому это не нужно! Вот почему полевые транзисторы используются для малошумящего усиления.
      • Шум не имеет ничего общего с силой сигнала, поэтому он всегда присутствует, даже когда вы закончили прямую трансляцию!
      • Шумовое производство является недостатком многих электронных устройств, но его положительная сторона заключается в том, что наши полевые транзисторы производят немного меньше шума, особенно если они используются во входной части приемника сигналов.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *