Полевой транзистор обозначение выводов. Обозначение выводов полевых и биполярных транзисторов: полное руководство — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно обозначать выводы полевых и биполярных транзисторов на схемах. Какие буквенные обозначения используются для затвора, истока и стока полевых транзисторов. Как обозначаются база, эмиттер и коллектор биполярных транзисторов. Какие условные графические обозначения применяются для разных типов транзисторов.

Содержание

Основные обозначения выводов транзисторов

Транзисторы являются ключевыми компонентами большинства электронных устройств. Правильное обозначение их выводов на схемах критически важно для понимания принципа работы схемы и ее отладки. Рассмотрим основные правила обозначения выводов для двух основных типов транзисторов:

Биполярные транзисторы

У биполярных транзисторов три вывода:

База (Б) — Base (B)
Эмиттер (Э) — Emitter (E)
Коллектор (К) — Collector (C)

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы также имеют три основных вывода:

Затвор (З) — Gate (G)
Исток (И) — Source (S)
Сток (С) — Drain (D)

Некоторые типы полевых транзисторов могут иметь дополнительный вывод подложки.

Графические обозначения транзисторов на схемах

На электрических схемах транзисторы обозначаются специальными символами. Давайте рассмотрим основные графические обозначения для разных типов транзисторов:

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы изображаются в виде круга с тремя выводами:

Вертикальная линия в центре — база
Наклонная линия слева — эмиттер (со стрелкой)
Наклонная линия справа — коллектор

Направление стрелки эмиттера указывает на тип проводимости транзистора:

Стрелка к базе — транзистор p-n-p типа
Стрелка от базы — транзистор n-p-n типа

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы обозначаются прямоугольником с тремя выводами:

Вертикальная линия слева — затвор
Горизонтальная линия сверху — сток
Горизонтальная линия снизу — исток

Тип канала полевого транзистора обозначается направлением стрелки на линии канала:

Стрелка к затвору — канал p-типа
Стрелка от затвора — канал n-типа

Буквенно-цифровые обозначения транзисторов

Помимо графических символов, транзисторы на схемах обозначаются буквенно-цифровыми кодами:

VT — для дискретных транзисторов
DA — для транзисторных сборок и матриц

После буквенного кода ставится порядковый номер транзистора на схеме. Например: VT1, VT2, DA1 и т.д.

Рядом с обозначением часто указывается тип транзистора, например КТ315Б.

Особенности обозначения полевых транзисторов

Полевые транзисторы имеют некоторые особенности обозначения в зависимости от их типа:

Транзисторы с управляющим p-n переходом

У этих транзисторов затвор изображается в виде стрелки, направленной к каналу. Тип канала определяется по направлению стрелки истока:

Стрелка от канала — n-канал
Стрелка к каналу — p-канал

МОП-транзисторы

У МОП-транзисторов затвор изолирован от канала. Он изображается отдельно от линии канала. Различают:

Транзисторы с индуцированным каналом — линия канала прерывистая
Транзисторы со встроенным каналом — линия канала сплошная

Важность правильного обозначения выводов

Корректное обозначение выводов транзисторов критически важно по нескольким причинам:

Позволяет быстро понять принцип работы схемы
Помогает избежать ошибок при сборке и отладке устройства
Упрощает коммуникацию между разработчиками
Является стандартом в электронной промышленности

Неправильное обозначение выводов может привести к серьезным ошибкам, вплоть до выхода транзистора из строя при подключении.

Различия в обозначениях для разных стран

Стоит отметить, что в разных странах могут использоваться немного отличающиеся системы обозначений:

В России и странах СНГ чаще используются кириллические обозначения (Б, Э, К для биполярных транзисторов)
В западных странах приняты латинские обозначения (B, E, C)
Японская система обозначений может отличаться от европейской и американской

При работе с зарубежными схемами важно учитывать эти различия, чтобы избежать путаницы.

Обозначение выводов в технической документации

В технических описаниях и datasheet’ах на транзисторы обычно приводится подробная информация по обозначению и расположению выводов:

Схематичное изображение корпуса с нумерацией выводов
Таблица соответствия номеров выводов их функциональному назначению
Рекомендуемые схемы включения транзистора
Предельно допустимые электрические режимы для каждого вывода

Внимательное изучение этой информации позволяет правильно использовать транзистор в разрабатываемых устройствах.

Современные тенденции в обозначении транзисторов

В современной электронике появляются новые типы транзисторов, что влияет и на систему их обозначений:

Многозатворные полевые транзисторы могут иметь дополнительные обозначения затворов (G1, G2 и т.д.)
В интегральных схемах часто используются упрощенные обозначения транзисторов
В САПР для электроники могут применяться расширенные обозначения с дополнительными параметрами

Специалистам важно следить за этими изменениями и уметь работать с различными системами обозначений.

Заключение

Правильное обозначение выводов транзисторов — важный аспект работы с электронными схемами. Понимание принципов маркировки позволяет быстро разбираться в схемотехнике устройств и избегать ошибок при их разработке и отладке. Регулярная практика чтения и создания схем поможет закрепить знания об обозначениях и эффективно применять их в работе.

Обозначение выводов полевого транзистора

Для обозначения выводов биполярных транзисторов, относящихся к базе, эмиттеру и коллектору, применяют буквы кириллицы или латиницы Б (В – Base), Э (Е – Emitter) и К (С -Collector) соответственно. На значке схемного обозначения транзистора стрелка указывает условное направление тока в эмиттере от плюса к минусу (рис. 1. а).

Для обозначения выводов полевых транзисторов, относящихся к затвору, стоку и истоку, применяют буквы кириллицы или латиницы 3 (G – Gate), С (D – Drain) и И (S – Source) соответственно.

Рис. 1. Обозначение выводов биполярных (а) и полевых (б) транзисторов на электрической схеме

Полевой транзистор – это полупроводниковый преобразовательный прибор, в котором ток, текущий через канал, управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком. Предназначен для усиления мощности электромагнитных колебаний.

Полевые транзисторы применяются в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением, ключевых и логических устройствах, при изготовлении микросхем.

Принцип действия полевых транзистор ов снован на использовании носителей заряда только одного знака (электронов или дырок). Управление током, осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Поэтому эти транзисторы называют полевыми.

По способу создания канала различают полевые транзисторы с затвором в виде управляющего р- n – перехода и с изолированным затвором (МДП – или МОП – транзисторы): встроенным каналом и индуцированным каналом.

В зависимости от проводимости канала полевые транзисторы делятся на полевые транзисторы с каналом р- типа и полевые транзисторы с каналом n – типа. Канал р- типа обладает дырочной проводимостью, а n – типа – электронной.

Полевой транзистор с управляющим р- n – переходом – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала р- n -переходом, смещенным в обратном направлении.

Устройство полевого транзистора с управляющим р- n -переходом (каналом n – типа)

Условное обозначение полевого транзистора с р- n -переходом и каналом n – типа (а), каналом р- типа (б)

Каналом полевого транзистора называют область в полупроводнике, в которой ток основных носителей заряда регулируется изменением ее поперечного сечения. Электрод, через который в канал входят носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда – сток. Электрод, для регулирования поперечного сечения канала за счет управляющего напряжения – затвор.

Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение U зи является обратным для обоих р- n – переходов. Ширина р- n – переходов, а, следовательно, эффективная площадь поперечного сечения канала, его сопротивление и ток в канале зависят от этого напряжения. С его ростом расширяются р- n – переходы, уменьшается площадь сечения токопроводящего канала, увеличивается его сопротивление, а, следовательно, уменьшается ток в канале. Следовательно, если между истоком и стоком включить источник напряжения U си, то силой тока стока I с , протекающего через канал, можно управлять путем изменения сопротивления (сечения) канала с помощью напряжения, подаваемого на затвор. На этом принципе и основана работа полевого транзистора с управляющим р- n – переходом.

При напряжении U зи = 0 сечение канала наибольшее, его сопротивление наименьшее и ток I с получается наибольшим. Ток стока I с нач при U зи = 0 называют начальным током стока. Напряжение U зи , при котором канал полностью перекрывается, а ток стока I с становится весьма малым (десятые доли микроампер), называют напряжением отсечки U зи отс .

Статические характеристики полевого транзистора с управляющим р- n – переходом

Стоковые (выходные) характеристики полевого транзистора с р- n – переходом и каналом n – типа, отражают зависимость тока стока от напряжения U си при фиксированном напряжении U зи : I c = f ( U си ) при U зи = const .

Вольт-амперные характеристики полевого транзистора с р-п- переходом и каналом п- типа: а – стоковые; б – стокозатворная

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние и управляющее напряжение U зи , и напряжение U си . При U си = 0 выходной ток I с = 0. При U си > 0 ( U зи = 0) через канал протекает ток I c , в результате создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока.

Суммарное падение напряжения участка исток-сток равно U си . Повышение напряжения U си вызывает увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечения, а следовательно, уменьшение проводимости канала. При некотором напряжении U си происходит сужение канала, при котором границы обоих р- n – переходов сужаются и сопротивление канала становится высоким. Такое напряжение U си называют напряжением насыщения U си нас . При подаче на затвор обратного напряжения U зи происходит дополнительное сужение канала, и его перекрытие наступает при меньшем значении напряжения U си нас . В рабочем режиме используются пологие участки выходных характеристик.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

У полевого транзистора с изолированным затвором (МДП – транзистор), затвор отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. МДП – транзисторы в качестве диэлектрика используют оксид кремния SiO 2. Другое название таких транзисторов – МОП – транзисторы ( металл-окисел-полупроводник).

Принцип действия МДП – транзисторов основан на изменении проводимости поверхностного слоя полупроводника под воздействием поперечного электрического поля. Поверхностный слой, является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП – транзисторы выполняют двух типов – со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

Конструкция МДП – транзистора со встроенным каналом n -типа. В исходной пластинке кремния р- типа с относительно высоким удельным сопротивлением, с помощью диффузионной технологии созданы две легированные области с противоположным типом электропроводности – n . На эти области нанесены металлические электроды – исток и сток. Между истоком и стоком имеется поверхностный канал с электропроводностью n – типа. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем диэлектрика. На этот слой нанесен металлический электрод – затвор. Наличие слоя диэлектрика позволяет подавать на затвор управляющее напряжение обеих полярностей.

При подаче на затвор положительного напряжения, создающимся электрическим полем дырки из канала будут выталкиваться в подложку, а электроны – из подложки в канал. Канал обогащается – электронами, и его проводимость увеличивается при возрастании ток стока . Это называется режим обогащения.

При подаче на затвор отрицательного напряжения, относительно истока, в канале создается электрическое поле, под влиянием которого электроны выталкиваются из канала в подложку, а дырки втягиваются из подложки в канал. Канал обедняется основными носителями заряда, проводимость уменьшается, а ток стока уменьшается. Такой режим транзистора называют режимом обеднения.

В таких транзисторах при U зи = 0, если приложить напряжение между стоком и истоком ( U си > 0), протекает ток стока I с нач , называемый начальным и, представляющий собой поток электронов.

Канал проводимости тока не создается, а образуется благодаря притоку электронов из полупроводниковой пластины, при приложения к затвору напряжения положительной полярности относительно истока. При отсутствии этого напряжения канала нету, и между истоком и стоком n -типа расположен только кристалл р- типа, а на одном из р- n – переходов получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между истоком и стоком велико, и транзистор заперт. Но при подаче на затвор положительное напряжение, под влиянием поля затвора электроны будут перемещаться из областей истока и стока и из р- области к затвору. Когда напряжение затвора превысит пороговое значение U зи пор , в поверхностном слое концентрация электронов превысит концентрацию дырок, и произойдет инверсия типа электропроводности, индуцируется токопроводящий канал n -типа, соединяющий области истока и стока. Транзистор начинает проводить ток. Чем больше положительное напряжение затвора, тем больше проводимость канала и ток стока. Транзистор с индуцированным каналом может работать только в режиме обогащения.

Полевым транзистором именуют такой компонент, через который под влиянием продольного электрического поля протекает ток, обусловленный движением носителей заряда сугубо одного типа.Так как принцип действия полевых транзисторов основан на перемещении основных носителей заряда одного типа проводимости, такие компоненты ещё называют униполярными.

Затвором называют вывод полевого транзистора, к которому подводят напряжение от устройства управления. Следует подчеркнуть, что управление полевыми транзисторами осуществляют напряжением, а биполярными транзисторами – током. Истоком именуют вывод, который обычно служит источником поступления в транзистор носителей заряда от устройства электропитания. Стоком называют вывод компонента, через который носители заряда покидают транзистор. Перемещение основных носителей заряда от истока к стоку происходит по области, которая носит название канала полевого транзистора. Каналы у полевых транзисторов могут быть как электронного, так и дырочного типов проводимостей. Носителями заряда в полевых транзисторах n-типа выступают электроны, а в приборах p-типа – дырки. Полевые транзисторы классифицируют на приборы с управляющим переходом и с изолированным затвором, причём 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 другое. Входное сопротивление транзистора – это отношение приращения напряжения затвор-исток и приращению тока затвора. Внутреннее сопротивление транзистора – это отношение приращения напряжения сток-исток к приращению тока стока при заданном напряжении затвор-исток. Крутизна стокозатворной характеристики – это отношение приращения тока стока к приращению напряжения затвор-исток при фиксированном напряжении сток-исток.

5.2. Полевые транзисторы с управляющим переходом

5.2.1. Конструкция полевых транзисторов с управляющим переходом

Первый полевой транзистор с управляющим переходом теоретически были рассчитан Уильямом Шокли в 1952 году. Одна из разновидностей таких транзисторов – унитрон – представляет собой полупроводниковую пластину дырочного или электронного типов проводимостей. На её торцы наносят токопроводящие плёнки, к которым подключают выводы стока и истока, а широкие грани легируют для получения противоположного типа проводимости относительно проводимости пластины и подсоединяют к этим граням вывод затвора. Другая разновидность полевых транзисторов с управляющим переходом – текнетрон – может быть образован, например, стержнем из германия, к торцам которого подсоединяют выводы истока и стока, а вокруг стержня внесением индия выполняют кольцеобразный затвор.

Упрощённая конструкция полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа проводимости изображена на рис. 5.1.

Из рисунка видно, что канал возникает между двумя p-n переходами. Конструкция компонентов с каналом n-типа не имеет отличий от конструкции полевых транзисторов с каналом p-типа, что видно на рис. 5.2.

Но в полевых транзисторах с каналом n-типа полупроводник, в котором возникает канал, обладает электронным типом проводимости, а области затвора имеют дырочную проводимость. Полевые транзисторы с каналом n-типа могут обладать лучшими частотными и температурными свойствами и образовывать шумы меньшей амплитуды, чем приборы с каналом p-типа.

5.2.2. Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом

Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом заключён в изменении площади сечения канала под воздействием поля, возникающего при подаче напряжения между затвором и истоком. Упрощённая структура полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа приведена на рис. 5.3.

Пока между затвором и истоком не подано напряжение управления, под воздействием внутреннего поля электронно-дырочных переходов они заперты, сечение канала наиболее велико, его сопротивление низко, и ток стока транзистора максимален. Напряжение затвор-исток, при котором ток стока наиболее велик, называют напряжением насыщения.

Если между затвором и истоком приложить небольшое напряжение, ещё немного закрывающее p-n переходы, то зоны, к которым подсоединён затвор, будут обеднены носителями заряда, размеры этих зон объёмного заряда возрастут, частично перекрывая сечение канала, сопротивление канала возрастёт, и сила тока стока станет меньше. Обеднённые носителями заряда области почти не проводит электрический ток, причём эти области неравномерны по длине пластины полупроводника. Так, у торца пластинки, к которому подключен вывод стока, обеднённые носителями заряда области будут наиболее существенно перекрывать канал, а у противоположного торца, к которому подсоединён вывод истока, снижение площади сечения канала будет наименьшим.

Если приложить ещё большее напряжение между затвором и истоком, то области, обеднённые носителями заряда, станут столь велики, что сечение канала может быть ими полностью перекрыто. При этом сопротивление канала будет наибольшим, а ток стока будет практически отсутствовать. Напряжение затвор-исток, соответствующее такому случаю, именуют напряжением отсечки.

К важнейшим характеристикам полевых транзисторов относят стокозатворную характеристику и семейство стоковых характеристик. Стокозатворная характеристика отражает зависимость силы тока стока от приложенного к выводам затвор-исток напряжения при фиксированном напряжении сток-исток. Это показано на рис. 5.4 для полевых транзисторов с управляющим переходом и каналами p-типа и n-типа проводимостей.

Семейство стоковых характеристик представляет зависимости токов стока от напряжений сток-исток при фиксированных стабильных напряжениях затвор-исток, что изображено на рис. 5.5.

По достижении определённого значительного напряжения сток-исток развивается лавинный пробой области между затвором и стоком. При этом идёт резкое увеличение тока стока, что можно видеть на стоковой характеристике.

Функционирование полевых транзисторов с управляющим переходом возможно сугубо путём обеднения канала носителями заряда. В связи с тем, что напряжение сигнала прикладывают к закрытому переходу, входное сопротивление каскада велико и для рассмотренных выше приборов может достигать 109 Ом.

5.3. Полевые транзисторы с изолированным затвором

Полевой транзистор с изолированным затвором потому носит такое название, что его затвор, выполненный из тонкого металлического покрытия, нанесён на диэлектрический слой, который отделяет затвор от канала. По этой причине полевые транзисторы с изолированным затвором имеют аббревиатуру МДП (металл – диэлектрик – полупроводник). Слой диэлектрика часто образуют двуокисью кремния. Такие полевые транзисторы носят аббревиатуру МОП (металл – оксид – полупроводник). Полевые транзисторы с изолированным затвором имеют большее входное сопротивление, достигающее 1015 Ом, чем полевые транзисторы с управляющим переходом.

5.3.1. Полевые транзисторы со встроенным каналом

Структура полевого транзистора со встроенным каналом n-типа проводимости дана на рис. 5.6.

Приложим от источника питания постоянное напряжение между выводами сток-исток. Пока напряжение затвор-исток отсутствует, канал обладает некоторым сопротивлением, по нему двигаются основные носители заряда, а, следовательно, протекает некоторый ток стока транзистора. Если к выводам затвор-исток транзистора с каналом n-типа подключить источник питания так, чтобы на затвор было подано напряжение положительной полярности, то неосновные носители заряда, присутствующие в подложке, будут втянуты электрическим полем в канал. Концентрация носителей заряда в канале возрастёт, его сопротивление станет меньше, а, значит, ток стока станет больше. Если подключить источник питания обратной полярностью так, чтобы на затвор было подано отрицательное напряжение относительно истока, то электроны, присутствующие в канале, под действием поля будут вытеснены в подложку. При этом концентрация носителей заряда в канале станет ниже, сопротивление канала возрастет, и ток стока станет меньше. Если запирающее напряжение затвор-исток будет столь велико, что практически все носители заряда будут оттеснены в подложку, то ток стока станет почти отсутствовать. Стокозатворные характеристики полевых транзисторов со встроенным каналом n-типа и p-типа проводимостей приведены на рис. 5.7.

Заключим, что полевые транзисторы со встроенным каналом функционируют как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения канала.

5.3.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом

Структура полевого транзистора n-типа проводимости с индуцированным каналом представлена на рис. 5.8.

Когда напряжение затвор-исток полевого транзистора, изображённого на рисунке, отсутствует, либо к затвору приложено напряжение отрицательной полярности, канал не возникает и ток стока транзистора не течёт. Когда на затор транзистора подано напряжение положительной полярности относительно истока, возникнет электрическое поле, втягивающее в область под затвором электроны, которые находились в подложке на правах неосновных носителей заряда. А дырки из канала полем будут оттеснены в подложку, обладающую p-типом проводимости. Концентрация электронов в локальном участке полупроводника под затвором между стоком и истоком возрастает относительно концентрации дырок, то есть имеет место смена типа проводимости и возникает, или как говорят, индуцируется, канал. В результате происходит движение носителей заряда по каналу, и течёт ток стока. Стокозатворные характеристики полевых транзисторов с индуцированным каналом p-типа и n-типа проводимостей даны на рис. 5.9.

Сделаем вывод, что полевые транзисторы с индуцированным каналом функционируют сугубо в режиме обогащения канала носителями заряда.

5.4. Режимы работы полевых транзисторов

5.4.1. Динамический режим работы транзистора

Динамическим режимом работы называют такой режим, в котором к транзистору, который усиливает входной сигнал, подключена нагрузка. Такой нагрузкой может служить резистор Rс, подсоединённый последовательно со стоком полевого транзистора, включённого по схеме с общим истоком, что показано на рис. 5.10.

Постоянное напряжение питания каскада Uп составляет сумму падений напряжений на выводах сток-исток транзистора и на резисторе Rс, то есть Uп = URс + Uси.р. В тоже время, согласно закону Ома, падение напряжения на нагрузочном резисторе Rс равно произведению протекающего по нему тока Iс.р на его сопротивление: URс = Iс.р • Rс. Согласно сказанному, напряжение питания каскада составляет: Uп = Uси.р + Iс.р • Rс. Последнее выражение можно переписать относительно напряжения сток-исток транзистора, и в этом случае получим линейную формулу для выходной цепи Uси.р = Uп – Iс.р • Rс, которую именуют уравнением динамического режима.

На выходных статических характеристиках транзистора для получения представления о режимах работы каскада строят динамическую характеристику, имеющую форму линии. Рассмотрим рисунок 5.11, на котором изображена такая динамическая характеристика усилительного каскада.

Чтобы провести эту линию, которую ещё называют нагрузочной прямой, необходимо знать две координаты точек, соответствующих напряжению питания каскада и току стока в режиме насыщения. Эта нагрузочная прямая пересекает семейство выходных статических характеристик, а точка пересечения, которую называют рабочей, соответствует определённому напряжению затвор-исток. Зная положение рабочей точки, можно вычислить некоторые ранее не известные токи и напряжения в конкретном устройстве.

5.4.2. Ключевой режим работы транзистора

Ключевым называют такой режим работы транзистора, при котором он может быть либо полностью открыт, либо полностью закрыт, а промежуточное состояние, при котором компонент частично открыт, в идеале отсутствует. Мощность, которая выделяется в транзисторе, в статическом режиме равна произведению тока, протекающего через выводы сток-исток, и напряжения, приложенного между этими выводами.

В идеальном случае, когда транзистор открыт, т.е. в режиме насыщения, его сопротивление межу выводами сток-исток стремится к нулю. Мощность потерь в открытом состоянии представляет произведение равного нулю напряжения на определённую величину тока. Таким образом, рассеиваемая мощность равна нулю.

В идеале, когда транзистор закрыт, т.е. в режиме отсечки, его сопротивление между выводами сток-исток стремится к бесконечности. Мощность потерь в закрытом состоянии есть произведение определённой величины напряжения на равное нулю значение тока. Следовательно, мощность потерь равна нулю.

Выходит, что в ключевом режиме, в идеальном случае, мощность потерь транзистора равна нулю. На практике, естественно, когда транзистор открыт, присутствует некоторое небольшое сопротивление сток-исток. Когда транзистор закрыт, по выводам сток-исток протекает ток небольшой величины. Таким образом, мощность потерь в транзисторе в статическом режиме мала. Однако в динамическом режиме, когда транзистор открывается или закрывается, его рабочая точка форсирует линейную область, в которой ток через транзистор может условно составлять половину максимального тока стока, а напряжение сток-исток может достигать половины от максимальной величины. Таким образом, в динамическом режиме в транзисторе выделяется огромная мощность потерь, которая свела бы на нет все замечательные качества ключевого режима, но к счастью длительность нахождения транзистора в динамическом режиме много меньше длительности пребывания в статическом режиме. В результате этого КПД реального транзисторного каскада, работающего в ключевом режиме, может быть очень высок и составлять до 93% – 98%.

Работающие в ключевом режиме транзисторы широко применяют в силовых преобразовательных установках, импульсных источниках электропитания, в выходных каскадах некоторых передатчиков и пр.

Здесь Ваше мнение имеет значение –
поставьте вашу оценку (оценили – 15 раз)

Москатов Е. А. Книга «Электронная техника. Начало»

Радио для всех — Условные обозначения транзисторов

Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе, то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база— типа п, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная. Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа п, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р-п-р. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки. В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.

Обозначение Реальный вид

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на схеме помещают такую, например, запись:

КЛ-КГ4 К159НТ1, либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в сборке в позиционном обозначении. У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.

Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис показаны транзисторы структуры п-р-п с тремя и четырьмя эмиттерами).

Обозначение Реальный вид

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (VTl, VT2). При повороте УГО положение этого знака должно оставаться неизменным.Иначе построено УГО однопереходного транзистора: у него один р-п- переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в УГО этого водят к середине символа базы. Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы. Условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (РТ1, VT2) и без него (К73). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. УГО фототранзистора в этом случае вместе с УГО излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

Обозначение Реальный вид

Для примера на рис. 8.5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение 1/1.1). Аналогично строится УГО оптрона с составным транзистором (U2).

На символ однопереходного транзистора похоже УГО большой группы транзисторов с pn-переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n или p-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса, символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 с каналом p-типа).

Обозначение Реальный вид

В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в противоположную сторону — с каналом p-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри УГО без точки (VT7, VT8).

В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT1). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КПЗОЗ).

Глава 23. Полевые транзисторы . Введение в электронику

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать разницу между транзисторами, полевыми транзисторами с р-n-переходом и полевыми транзисторами с изолированным затвором (МОП-транзисторами).

• Нарисовать схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом и каналом n— и p-типа проводимости, а также полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного и обогащенного типа.

• Описать, как работают полевые транзисторы с р-n-переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором обедненного и обогащенного типа.

• Перечислить составные части полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором.

• Описать меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при работе с полевыми транзисторами с изолированным затвором.

• Описать процедуру проверки полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором с помощью омметра.

История полевых транзисторов начинается с 1925 года, когда Юлиус Лилленфелд изобрел полевой транзистор (р-n-переходом и полевой транзистор с изолированным затвором. Оба этих устройства доминируют в настоящее время в электронной технологии. Эта глава является введением в теорию полевых транзисторов с р-n-переходом и полевых транзисторов с изолированным затвором.

23-1. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С р-n-ПЕРЕХОДОМ

Полевой транзистор с р-n-переходом — это униполярный транзистор, в котором работают только основные носители.

Полевой транзистор с р-n-переходом — это устройство, управляемое напряжением. Полевые транзисторы с р-n-переходом состоят из полупроводниковых материалов n— и p-типа и способны усиливать электронные сигналы, а конструкция отличается от конструкции биполярных транзисторов, и их работа основана на других принципах. Знание конструкции полевых транзисторов с р-n-переходом помогает понять, как они работают.

Конструкция полевых транзисторов с р-n-переходом начинается с подложки, или базы, слабо легированного полупроводникового материала. Подложка может быть из материала n— или p-типа. р-n-переход в подложке изготовляется как методом диффузии, так и методом выращивания (см. главу 20). Форма р-n-перехода играет важную роль. На рис. 23-1 показано сечение встроенной области в подложке. U-образная область называется каналом, она утоплена по отношению к верхней поверхности подложки.

Рис. 23-1. Сечение полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Когда канал сделан из материала n-типа в подложке из материала p-типа образуется полевой транзистор с каналом n-типа. Когда канал сделан из материала p-типа в подложке из материала n-типа образуется полевой транзистор с каналом р-типа.

Полевой транзистор с р-n-переходом имеет три вывода (рис. 23-2). Один вывод соединен с подложкой и образует затвор (3). Выводы, соединенные с концами канала образуют исток (И) и сток (С). Неважно какой из выводов соединен со стоком, а какой с истоком, так как канал симметричен.

Рис. 23-2. Подсоединение выводов полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Работа полевых транзисторов с р-n-переходом требует двух внешних источников смещения. Один из источников (Е_СИ) подсоединяется между стоком и истоком, заставляя ток течь через канал. Другой источник (Е_ЗИ) подсоединяется между затвором и истоком. Он управляет величиной тока, протекающего через канал. На рис. 23-3 показан правильно смещенный полевой транзистор с каналом n-типа.

Источник тока Е_СИ подсоединяется таким образом, чтобы на истоке был отрицательный потенциал по отношению к стоку. Это обусловливает ток через канал, так как основными носителями в материале n-типа являются электроны. Ток, текущий от истока к стоку, называется током стока полевого транзистора (I_C). Канал служит сопротивлением для приложенного напряжения (Е_СИ).

Напряжение затвор-исток (Е_ЗИ) подается таким образом, чтобы затвор имел отрицательный потенциал по отношению к истоку. Это обусловливает формирование обратно смещенного р-n-перехода между затвором и каналом и создает обедненный слой в окрестности р-n-перехода, который распространяется вдоль всей длины канала. Обедненный слой шире у стока, так как напряжение Е_СИ складывается с напряжением Е_ЗИ, создавая более высокое напряжение обратного смещения, чем у истока.

Рис. 23-3. Правильно смещенный полевой транзистор с р-n-переходом и каналом n-типа.

Размером обедненного слоя управляет напряжение Е_ЗИ. При увеличении Е_ЗИ толщина обедненного слоя увеличивается. При уменьшении толщина обедненного слоя уменьшается. При увеличении толщины обедненного слоя резко уменьшается толщина канала, и, следовательно, уменьшается величина тока, проходящего через него. Таким образом, Е_ЗИ можно использовать для управления током стока (I_C), который протекает через канал. Увеличение Е_ЗИуменьшает I_C.

При обычной работе входное напряжение прикладывается между затвором и истоком. Результирующим выходным током является ток стока (I_C). В полевом транзисторе с р-n-переходом входное напряжение используется для управления выходным током. В обычном транзисторе входной ток, а не напряжение используется для управления выходным током.

Поскольку переход затвор-исток смещен в обратном направлении, полевой транзистор с р-n-переходом имеет очень высокое входное сопротивление. Если переход затвор-исток сместить в прямом направлении, через канал потечет большой ток, что послужит причиной падения входного сопротивления и уменьшения усиления транзистора. Величина напряжения, требуемого для уменьшения I_С до нуля, называется напряжением отсечки затвор-исток (Е_ЗИотс). Это значение указывается производителем транзистора.

Напряжение сток-исток (Е_СИ) управляет размером обедненного слоя в полевых транзисторах с р-n-переходом. При увеличении Е_СИ, увеличивается также I_С. При некотором значении Е_СИ величина I_С перестает расти, достигая насыщения при дальнейшем увеличении Е_СИ. Причиной этого является увеличившийся размер обедненного слоя, и значительное уменьшение в канале неосновных носителей. С увеличением Е_СИ увеличивается, с другой стороны, сопротивление канала, что также приводит к меньшей скорости увеличения I_С. Однако рост тока I_С ограничивается вследствие расширения обедненного слоя и уменьшения ширины канала. Когда это имеет место, говорят, что I_С достиг насыщения. Значение Е_СИ, при котором I_С достигает насыщения, называется напряжением насыщения (Е_Н). Величина Е_Н обычно указывается производителем при значении Е_ЗИ, равном нулю. При Е_ЗИ, равном нулю, величина Е_Нблизка к Е_ЗИотс. Когда Е_Н равно Е_ЗИ, ток стока является насыщенным.

Полевые транзисторы с p-каналом и с n-каналом имеют одинаковые характеристики. Основное различие между ними — в направлении тока стока (I_С) через канал. В полевом транзисторе с p-каналом полярность напряжений смещения (Е_ЗИ, Е_СИ) противоположна полярностям этих напряжений для транзистора с каналом n-типа.

Схематические обозначения для полевых транзисторов с p-каналом и с n-каналом показаны на рис. 23-4. Полярности напряжений смещения для полевого транзистора с n-каналом показаны на рис. 23-5, а для транзистора с р-каналом — на рис. 23-6.

Рис. 23-4. Схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом.

Рис. 23-5. Полярности источников тока, необходимые для смещения полевого транзистора с р-n-переходом и каналом n-типа.

Рис. 23-6. Полярности источников тока, необходимые для смещения полевого транзистора с р-n-переходом и каналом р-типа.

23-1. Вопросы

1. Опишите, чем конструкция полевого транзистора с р-n-переходом отличается от конструкции биполярного транзистора.

2. Назовите три вывода полевого транзистора с р-n-переходом.

3. Как прекратить ток через полевой транзистор с р-n-переходом?

4. Дайте определения следующих терминов для полевого транзистора с р-n-переходом:

а. Обедненный слой.

б. Напряжение насыщения.

в. Исток.

г. Сток.

5. Нарисуйте схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом с p-каналом и с n-каналом и обозначьте их выводы.

23-2. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ ОБЕДНЕННОГО ТИПА

В полевых транзисторах с изолированным затвором не используют р-n-переход. Вместо него применяется металлический затвор, электрически изолированный от полупроводникового канала тонким слоем окисла. Это устройство известно как полевой транзистор на основе структуры металл-окисел-полупроводник (МОП транзистор).

Существует два типа таких транзисторов: устройства n-типа с n-каналами и устройства p-типа с p-каналами. Устройства n-типа с n-каналами называются устройствами обедненного типа, так как они проводят ток при нулевом напряжении на затворе. В устройствах обедненного типа электроны являются носителями тока до тех пор, пока их количество не уменьшится благодаря приложенному к затвору смещению, так как при подаче на затвор отрицательного смещения, ток стока уменьшается. Устройства p-типа с p-каналами называются устройствами обогащенного типа. В устройствах обогащенного типа поток электронов обычно отсутствует до тех пор, пока на затвор не подано напряжение смещения. Хотя полевые транзисторы обедненного типа с p-каналом и транзисторы обогащенного типа с n-каналом и существуют, они обычно не используются.

На рис. 23-7 изображено сечение полевого транзистора обедненного типа с n-каналом. Он образован имплантацией n-канала в подложку p-типа.

Рис. 23-7. МОП транзистор обедненного типа с n-каналом.

После этого на канал наносится тонкий изолирующий слой двуокиси кремния, оставляющий края канала свободными для подсоединения выводов, стока и истока. После этого на изолирующий слой наносится тонкий металлический слой. Этот металлический слой служит затвором. Дополнительный вывод подсоединяется к подложке. Металлический затвор изолирован от полупроводникового канала, так что затвор и канал не образуют р-n-переход. Металлический затвор используется для управления проводимостью канала так же, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом.

На рис. 23-8 изображен полевой транзистор с изолированным затвором и каналом n-типа.

Рис. 23-8. МОП транзистор обедненного типа с n-каналом и приложенным смещением.

Сток всегда имеет положительный потенциал по отношению к истоку, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом. В канале n-типа основными носителями являются электроны, обеспечивающие ток стока (I_C), протекающий от истока к стоку. Величиной тока стока управляет напряжение смещения (Е_ЗИ), приложенное между затвором и истоком, как и в полевом транзисторе с р-n-переходом. Когда напряжение на истоке равно нулю, через устройство течет заметный ток стока, так как в канале имеется большое количество основных носителей (электронов). Когда на затворе отрицательный потенциал по отношению к истоку, ток стока уменьшается вследствие обеднения основных носителей. Если отрицательный потенциал достаточно велик, то ток стока падает до нуля.

Основное различие между полевыми транзисторами с р-n-переходом и полевыми транзисторами с изолированным затвором состоит в том, что на затворе полевого транзистора с изолированным затвором может также быть и положительный потенциал по отношению к истоку. В полевом транзисторе с р-n-переходом нельзя подать такой потенциал на исток, так как в этом случае р-n-переход затвор-канал будет смещен в прямом направлении.

Когда напряжение на затворе полевого МОП-транзистора обедненного типа положительно, изолирующий слой из двуокиси кремния предотвращает какой-либо ток через затвор. Входное сопротивление остается высоким, и в канале появляется больше носителей (электронов), что увеличивает его проводимость. Положительное напряжение на затворе может быть использовано для увеличения тока стока МОП транзистора, а отрицательное напряжение на затворе может быть использовано для уменьшения тока стока. Поскольку отрицательное напряжение подается на затвор для обеднения n-канала МОП транзистора, он называется устройством обедненного режима. Когда напряжение на затворе равно нулю, через МОП транзистор течет большой ток стока. Все устройства обедненного типа обычно открываются при напряжении на затворе, равном нулю.

Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с n-каналом показано на рис. 23-9.

Рис. 23-9. Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с n-каналом.

Заметим, что вывод затвора отделен от выводов стока и истока. Стрелка, направленная к подложке, указывает, что этот транзистор имеет канал n-типа. В некоторых МОП транзисторах подложка соединена внутри транзистора с истоком, и они не имеют отдельного вывода подложки.

МОП транзистор обедненного типа с n-каналом и правильно поданным напряжением смещения изображен на рис. 23–10.

Рис. 23–10. Правильно смещенный МОП транзистор обедненного типа с n-каналом.

Заметим, что он смещен точно так же, как и полевой транзистор с р-n-переходом и каналом n-типа. Напряжение сток-исток (Е_СИ) должно всегда прикладываться таким образом, чтобы сток имел положительный потенциал по отношению к истоку. Напряжение затвор-исток (Е_ЗИ) должно иметь обратную полярность. Подложка обычно соединяется с истоком либо внутри транзистора, либо снаружи. В специальных случаях подложка может быть соединена с затвором или с другой точкой цепи.

МОП транзистор обедненного типа может быть изготовлен с каналом p-типа. Транзисторы с p-каналом работают точно так же, как и транзисторы с n-каналом. Разница только в том, что основными носителями являются дырки. Вывод стока имеет отрицательный потенциал по отношению к истоку, и ток стока течет в противоположном направлении.

Потенциал затвора может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к истоку.

На рис. 23–11 показано схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с p-каналом. Отличие от обозначения МОП транзистора с n-каналом состоит в том, что стрелка направлена от подложки.

Рис. 23–11. Схематическое обозначение МОП транзистора обедненного типа с р-каналом.

МОП транзисторы обедненного типа как с n-каналом, так и с p-каналом являются симметричными. Выводы стока и истока можно поменять местами. В специальных случаях затвор может быть смещен от области стока для того, чтобы уменьшить емкость между затвором и стоком. В случае, когда затвор смещен, выводы стока и истока нельзя поменять местами.

23-2. Вопросы

1. Чем отличается конструкция МОП транзистора от конструкции полевого транзистора с р-n-переходом?

2. Опишите, как полевой МОП транзистор проводит ток.

3. В чем главное отличие работы МОП транзистора от работы полевого транзистора с р-n-переходом?

4. Нарисуйте схематические обозначения МОП транзисторов с n-каналом и с p-каналом и обозначьте их выводы.

5. Какие выводы можно поменять местами в МОП транзисторе и в полевом транзисторе с р-n-переходом?

23-3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ (МОП ТРАНЗИСТОРЫ) ОБОГАЩЕННОГО ТИПА

МОП транзисторы обедненного типа являются открытыми в нормальном состоянии. Это означает, что они имеют заметный ток стока при напряжении затвор-исток равном нулю. Это полезно во многих приложениях. Но также полезно иметь устройство, которое в нормальном состоянии закрыто; то есть устройство, проводящее ток только тогда, когда приложено напряжение Е_ЗИ соответствующей величины. На рис. 23–12 изображен МОП транзистор, работающий как устройство, закрытое в нормальном состоянии. Он подобен МОП транзистору обедненного типа, но не имеет проводящего канала. Вместо этого в подложку внедрены раздельные области стока и истока. На рисунке показана подложка n-типа и области стока и истока р-типа. Может быть также использована и обратная конфигурация. Расположение выводов такое же, как и у МОП транзистора обедненного типа.

Рис. 23–12. МОП транзистор обогащенного типа с р-каналом.

МОП транзистор с p-каналом обогащенного типа должен быть смещен таким образом, чтобы на стоке был отрицательный потенциал по отношению к истоку. Когда к транзистору приложено только напряжение сток-исток (Е_СИ), ток стока отсутствует. Это обусловлено отсутствием проводящего канала между истоком и стоком. Когда на затвор подается отрицательный потенциал по отношению к истоку, дырки направляются к затвору, где они создают канал p-типа, позволяющий протекать току от стока к истоку.

При увеличении отрицательного напряжения на затворе размер канала увеличивается, что позволяет увеличиться и току стока. Увеличение напряжения на затворе позволяет увеличить ток стока.

Потенциал затвора МОП транзистора с p-каналом обогащенного типа может быть сделан положительным по отношению к истоку, и это не повлияет на работу транзистора. Ток стока в нормальном состоянии равен нулю и не может быть уменьшен подачей положительного потенциала на затвор.

Схематическое обозначение МОП транзистора с р-каналом обогащенного типа показано на рис. 23–13. Оно аналогично обозначению МОП транзистора с p-каналом обедненного типа, за исключением того, что области истока, стока и подложки разделены пунктирной линией. Это показывает, что транзистор в нормальном состоянии закрыт. Стрелка, направленная от подложки, обозначает канал р-типа.

Рис. 23–13. Схематическое обозначение МОП транзистора обогащенного типа с р-каналом.

МОП транзистор с p-каналом обогащенного типа с правильно поданным напряжением смещения показан на рис. 23–14.

Рис. 23–14. Правильно смещенный МОП транзистор обогащенного типа с р-каналом.

Заметим, что Е_СИ делает сток МОП транзистора отрицательным по отношению к истоку. Е_ЗИ также делает затвор отрицательным по отношению к истоку. При увеличении Е_ЗИ и подаче на затвор отрицательного потенциала, появляется заметный ток стока. Подложка обычно соединяется с истоком, но в отдельных случаях подложка и исток могут иметь различные потенциалы.

МОП транзисторы могут быть изготовлены с n-каналом обогащенного типа. Эти устройства работают с положительным напряжением на затворе так, что электроны притягиваются по направлению к затвору и образуют канал n-типа. В остальном они работают так же, как и устройства с каналом р-типа.

Схематическое обозначение МОП транзистора с n-каналом обогащенного типа показано на рис. 23–15. Оно аналогично обозначению устройства с р-каналом за исключением того, что стрелка направлена к подложке, обозначая канал n-типа. Правильно смещенный МОП транзистор с n-каналом обогащенного типа показан на рис. 23–16.

Рис. 23–15. Схематическое обозначение МОП транзистора обогащенного типа с n-каналом.

Рис. 23–16. Правильно смещенный МОП транзистор обогащенного типа с n-каналом.

МОП транзисторы с изолированным затвором обычно симметричны, как и полевые транзисторы с р-n-переходом. Следовательно, сток и исток можно поменять местами.

23-3. Вопросы

1. Чем МОП транзисторы обедненного и обогащенного типа отличаются друг от друга?

2. Опишите, как работает МОП транзистор с изолированным затвором обогащенного типа?

3. Нарисуйте схематические обозначения МОП транзисторов обогащенного типа с р-каналом и с n-каналом и обозначьте их выводы?

4. Почему МОП транзистор с изолированным затвором имеет четыре вывода?

5. Какие выводы МОП транзисторов обогащенного типа можно поменять местами?

23-4. МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С МОП ТРАНЗИСТОРАМИ

При работе с МОП транзисторами необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Важно проверить по данным производителя максимальное значение Е_ЗИ. Если Е_ЗИ будет слишком большим, то тонкий изолирующий слой разрушится, и транзистор выйдет из строя. Изолирующий слой достаточно чувствителен и может быть поврежден статическим зарядом, появляющимся на выводах транзистора. Электростатические заряды с пальцев могут перейти на выводы МОП транзистора, когда вы касаетесь его руками или при монтаже.

Для того чтобы избежать повреждения, МОП транзисторы обычно поставляются с соединенными вместе выводами. Закорачивание осуществляется следующими методами: соединение выводов проволокой, упаковка транзистора в закорачивающее кольцо, прессовка транзистора в проводящую пену, соединение нескольких транзисторов вместе, транспортировка в антистатических трубках и заворачивание транзисторов в металлическую фольгу.

Новейшие МОП транзисторы защищены с помощью стабилитронов, включенных внутри транзистора между затвором и истоком. Диоды защищают от статических разрядов и переходных процессов и избавляют от необходимости использования внешних закорачивающих устройств. В электронике переходным процессом называется временное изменение тока, вызванное резким изменением нагрузки, включением или выключением источника тока или импульсным сигналом.

С незащищенными МОП транзисторами можно без опаски работать при соблюдении следующих процедур:

1. До установки в цепь выводы транзистора должны быть соединены вместе.

2. Рука, которой вы будете брать транзистор, должна быть заземлена с помощью металлического браслета на запястье.

3. Жало паяльника следует заземлить.

4. МОП транзистор никогда не должен вставляться в цепь или удаляться из цепи при включенном питании.

23-4. Вопросы

1. По какой причине с МОП транзисторами надо обращаться очень осторожно?

2. Превышение какого напряжения может вывести МОП транзистор из строя?

3. Какие методы используются для защиты МОП транзисторов при транспортировке?

4. Какие меры предосторожности предприняты для защиты новейших МОП транзисторов?

5. Опишите процедуры, которые должны соблюдаться при работе с незащищенными МОП транзисторами.

23-5. ПРОВЕРКА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Проверка полевых транзисторов более сложна, чем проверка обычных транзисторов. Перед проверкой полевого транзистора необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1. Является устройство полевым транзистором с р-n-переходом или полевым МОП транзистором?

2. Является полевой транзистор устройством с каналом n-типа или устройством с каналом р-типа?

3. Если это МОП транзистор, то какого он типа — обедненного или обогащенного?

Перед удалением полевого транзистора из цепи или началом работы с ним проверьте — является он полевым транзистором с р-n-переходом или полевым МОП транзистором. МОП транзистор можно легко повредить, если не соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Закоротите все выводы МОП транзистора до тех пор, пока он не будет готов к работе.

2. Убедитесь в том, что рука, используемая для работы с МОП транзистором, заземлена.

3. Выключите питание цепи перед удалением или установкой МОП транзистора.

Как полевые транзисторы с р-n-переходом, так и МОП транзисторы могут быть легко проверены с помощью прибора для проверки транзисторов или с помощью омметра.

При использовании прибора для проверки транзисторов следуйте руководству по его эксплуатации.

Проверка полевых транзисторов с р-n-переходом при помощи омметра

1. Используйте низковольтный омметр на пределе Rх100.

2. Определите полярность выводов прибора. Белый — положительный, а черный — отрицательный.

3. Определите прямое сопротивление следующим образом:

а. Полевой транзистор с каналом n-типа: соедините положительный вывод с затвором, а отрицательный вывод с истоком или стоком. Поскольку и исток, и сток соединены с каналом, необходимо проверить только одну сторону. Прямое сопротивление должно быть низким.

б. Полевой транзистор с каналом р-типа: соедините отрицательный вывод с затвором, а положительный с истоком или стоком.

4. Определите обратное сопротивление следующим образом:

а. Полевой транзистор с каналом n-типа: соедините отрицательный вывод омметра с затвором, а положительный вывод с истоком или стоком. Полевой транзистор должен иметь бесконечное сопротивление. Низкое сопротивление указывает на короткое замыкание или наличие тока утечки.

б. Полевой транзистор с каналом р-типа: соедините положительный вывод с затвором, а отрицательный с истоком или стоком.

Проверка МОП транзисторов с помощью омметра

Прямое и обратное сопротивление можно проверить с помощью низковольтного омметра на его высшем пределе.

МОП транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление из-за наличия изолированного затвора. Прибор должен показать бесконечное сопротивление и в прямом и в обратном направлениях между затвором и истоком или стоком. Низкое значение сопротивления указывает на пробой изоляции между затвором и истоком или стоком.

23-5. Вопросы

1. На какие вопросы надо ответить перед проверкой полевых транзисторов?

2. Почему важно знать тип устройства (транзистор с р-n-переходом или МОП транзистор) перед удалением его из цепи?

3. Опишите, как проверить полевой транзистор с р-n-переходом с помощью омметра?

4. Опишите, как проверить МОН транзистор с помощью омметра?

5. Как проверить полевой транзистор с р-n-переходом или МОИ транзистор с помощью прибора для проверки транзисторов?

РЕЗЮМЕ

• Полевой транзистор с р-n-переходом использует для управления сигналом канал вместо р-n-переходов (в обычных транзисторах).

• Три вывода полевого транзистора с р-n-переходом подсоединены к затвору, истоку и стоку.

• Входной сигнал прикладывается между затвором и истоком для того, чтобы полевой транзистор с р-n-переходом мог управлять его величиной.

• Полевые транзисторы с р-n-переходом имеют очень высокое входное сопротивление.

• Схематические обозначения полевых транзисторов с р-n-переходом следующие:

• В МОП транзисторах (полевых транзисторах с изолированным затвором) затвор изолирован от канала тонким слоем окисла.

• МОП транзисторы обедненного типа обычно бывают с каналом n-типа и открыты в нормальном состоянии.

• МОП транзисторы обогащенного типа обычно бывают с каналом р-типа и закрыты в нормальном состоянии.

• Главное отличие между полевыми транзисторами с р-n-переходом и МОП транзисторами в том, что потенциал затвора в МОП транзисторах может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к истоку.

• Схематическое обозначение для МОП транзистора обедненного типа следующее:

• У большинства полевых транзисторов с р-n-переходом и МОП транзисторов выводы истока, и стока можно поменять местами, так как эти устройства являются симметричными.

• Схематическое обозначение для МОП транзистора обогащенного типа следующее:

• С МОП транзисторами следует обращаться осторожно, для избежания повреждения тонкого слоя окисла, отделяющего металлический затвор от канала.

• Электростатические заряды с пальцев могут повредить МОП транзистор.

• До использования выводы МОП транзистора должны быть соединены вместе.

• При работе с МОП транзисторами необходимо использовать металлический браслет на запястье, соединенный проволокой с землей.

• При пайке МОП транзисторов используйте заземленный паяльник и убедитесь в том, что питание цепи выключено.

• Как полевые транзисторы с р-n-переходом, так и МОП транзисторы могут быть проверены с помощью прибора для проверки транзисторов или с помощью омметра.

Глава 23. САМОПРОВЕРКА

1. Объясните, что означает напряжение отсечки полевого транзистора.

2. Как определить напряжение отсечки полевого транзистора с р-n-переходом?

3. Объясните, что такое МОП транзистор обедненного типа.

4. В каком режиме работы МОП транзистор обогащенного типа, вероятно, будет закрыт?

5. Напишите список мер предосторожности, которые должны соблюдаться при работе с МОП транзисторами.

Полевые транзисторы. Виды и устройство. Применение и особенности

Полевые транзисторы являются полупроводниковыми приборами. Особенностью их является то, что ток выхода управляется электрическим полем и напряжением одной полярности. Регулирующий сигнал поступает на затвор и осуществляет регулировку проводимости перехода транзистора. Этим они отличаются от биполярных транзисторов, в которых сигнал возможен с разной полярностью. Другим отличительным свойством полевого транзистора является образование электрического тока основными носителями одной полярности.

Разновидности

Существует множество разных видов полевых транзисторов, действующих со своими особенностями:

Тип проводимости. От нее зависит полюсность напряжения управления.
Структура: диффузионные, сплавные, МДП, с барьером Шоттки.
Количество электродов: бывают транзисторы с 3-мя или 4-мя электродами. В варианте с 4-мя электродами подложка является отдельной частью, что дает возможность управлять прохождением тока по переходу.
Материал изготовления: наиболее популярными стали приборы на основе германия, кремния. В маркировке транзистора буква означает материал полупроводника. В транзисторах, производимых для военной техники, материал маркируется цифрами.
Тип применения: обозначается в справочниках, на маркировке не указан. На практике известно пять групп применения «полевиков»: в усилителях низкой и высокой частоты, в качестве электронных ключей, модуляторов, усилителей постоянного тока.
Интервал рабочих параметров: набор данных, при которых полевики могут работать.
Особенности устройства: унитроны, гридисторы, алкатроны. Все приборы имеют свои отличительные данные.
Количество элементов конструкции: комплементарные, сдвоенные и т. д.

Кроме основной классификации «полевиков», имеется специальная классификация, имеющая принцип действия:

Полевые транзисторы с р-n переходом, который осуществляет управление.
Полевые транзисторы с барьером Шоттки.
«Полевики» с изолированным затвором, которые делятся:
— с индукционным переходом;
— со встроенным переходом.

В научной литературе предлагается вспомогательная классификация. Там говорится, что полупроводник на основе барьера Шоттки необходимо выделить в отдельный класс, так как это отдельная структура. В один и тот же транзистор может входить сразу оксид и диэлектрик, как в транзисторе КП 305. Такие методы применяют для образования новых свойств полупроводника, либо для снижения их стоимости.

На схемах полевики имеют обозначения выводов: G – затвор, D – сток, S – исток. Подложку транзистора называют «substrate».

Конструктивные особенности

Электрод управления полевым транзистором в электронике получил название затвора. Его переход выполняют из полупроводника с любым видом проводимости. Полярность напряжения управления может быть с любым знаком. Электрическое поле определенной полярности выделяет свободные электроны до того момента, пока на переходе не закончатся свободные электроны. Это достигается воздействием электрического поля на полупроводник, после чего величина тока приближается к нулю. В этом заключается действие полевого транзистора.

Электрический ток проходит от истока к стоку. Разберем отличия этих двух выводов транзистора. Направление движения электронов не имеет значения. Полевые транзисторы обладают свойством обратимости. В радиотехнике полевые транзисторы нашли свою популярность, так как они не образуют шумов по причине униполярности носителей заряда.

Главной особенностью полевых транзисторов является значительная величина сопротивления входа. Это особенно заметно по переменному току. Эта ситуация получается по причине управления по обратному переходу Шоттки с определенным смещением, или по емкости конденсатора возле затвора.

Материалом подложки выступает нелегированный полупроводник. Для «полевиков» с переходом Шоттки вместо подложки закладывают арсенид галлия, который в чистом виде является хорошим изолятором.

К нему предъявляются требования:

Отсутствие отрицательных факторов в соединении с переходом, стоком и истоком: гистерезис свойств, паразитное управление, чувствительность к свету.
Устойчивость к температуре во время изготовления: невосприимчивость к эпитаксии, отжигу. Отсутствие различных примесей в активных слоях.
Минимальное количество примесей.
Качественная структура кристаллической решетки с наименьшим количеством дефектов.

На практике оказывается трудным создание структурного слоя со сложным составом, отвечающим необходимым условиям. Поэтому дополнительным требованием является возможность медленного наращивания подложки до необходимых размеров.

Полевые транзисторы с р-n переходом

В такой конструкции тип проводимости затвора имеет отличия от проводимости перехода. Практически применяются различные доработки. Затвор может быть изготовлен из нескольких областей. В итоге наименьшим напряжением можно осуществлять управление прохождением тока, что повышает коэффициент усиления.

В разных схемах применяется обратный вид перехода со смещением. Чем больше смещение, тем меньше ширина перехода для прохождения тока. При определенной величине напряжения транзистор закрывается. Применение прямого смещения не рекомендуется, так как мощная цепь управления может оказать влияние на затвор. Во время открытого перехода проходит значительный ток, или повышенное напряжение. Работа в нормальном режиме создается путем правильного выбора полюсов и других свойств источника питания, а также подбором точки работы транзистора.

Во многих случаях специально применяют непосредственные токи затвора. Такой режим могут применять и транзисторы, у которых подложка образует переход вида р-n. Заряд от истока разделяется на сток и затвор. Существует область с большим коэффициентом усиления тока. Этот режим управляется затвором. Однако, при возрастании тока эти параметры резко падают.

Подобное подключение применяется в схеме частотного затворного детектора. Он применяет свойства выпрямления перехода канала и затвора. В таком случае прямое смещение равно нулю. Транзистор также управляется затворным током. В цепи стока образуется большое усиление сигнала. Напряжение для затвора изменяется по закону входа и является запирающим для затвора.

Напряжение в стоковой цепи имеет элементы:

Постоянная величина. Не применяется.
Сигнал несущей частоты. Отводится на заземление с применением фильтров.
Сигнал с модулирующей частотой. Подвергается обработке для получения из него информации.

В качестве недостатка затворного детектора целесообразно выделить значительный коэффициент искажений. Результаты для него отрицательные для сильных и слабых сигналов. Немного лучший итог показывает фазовый детектор, выполненный на транзисторе с двумя затворами. Опорный сигнал подается на один их электродов управления, а информационный сигнал, усиленный «полевиком», появляется на стоке.

Несмотря на значительные искажения, этот эффект имеет свое назначение. В избирательных усилителях, которые пропускают определенную дозу некоторого спектра частот. Гармонические колебания фильтруются и не влияют на качество действия схемы.

Транзисторы МеП, что означает – металл-полупроводник, с переходом Шоттки практически не отличаются от транзисторов с р-n переходом. Так как переход МеП имеет особые свойства, эти транзисторы могут функционировать на повышенной частоте. А также, структура МеП простая в изготовлении. Характеристики по частоте зависят от времени заряда затворного элемента.

МДП-транзисторы

База элементов полупроводников постоянно расширяется. Каждая новая разработка изменяет электронные системы. На их базе появляются новые приборы и устройства. МДП-транзистор действует путем изменения проводимости полупроводникового слоя с помощью электрического поля. От этого и появилось название – полевой.

Обозначение МДП расшифровывается как металл-диэлектрик-полупроводник. Это дает характеристику состава прибора. Затвор изолирован от истока и стока тонким диэлектриком. МДП транзистор современного вида имеет размер затвора 0,6 мкм, через который может протекать только электромагнитное поле. Оно оказывает влияние на состояние полупроводника.

При возникновении нужного потенциала на затворе возникает электромагнитное поле, которое оказывает влияние на сопротивление участка стока-истока.

Достоинствами такого применения прибора является:

Повышенное сопротивление входа прибора. Это свойство актуально для применения в цепях со слабым током.
Небольшая емкость участка сток-исток дает возможность применять МДП-транзистор в устройствах высокой частоты. При передаче сигнала искажений не наблюдается.
Прогресс в новых технологиях производства полупроводников привел к разработке транзисторов IGBT, которые включают в себя положительные моменты биполярных и полевых приборов. Силовые модули на их основе широко применяются в приборах плавного запуска и преобразователях частоты.

При разработке таких элементов нужно учесть, что МДП-транзисторы имеют большую чувствительность к повышенному напряжению и статическому электричеству. Транзистор может сгореть при касании к его выводам управления. Следовательно, при их установке необходимо применять специальное заземление.

Такие полевые транзисторы обладают многими уникальными свойствами (например, управление электрическим полем), поэтому они популярны в составе электронной аппаратуры. Также следует отметить, что технологии изготовления транзисторов постоянно обновляется.

10 Полевые транзисторы — СтудИзба

3. Полевые транзисторы

( или униполярные, или канальные транзисторы)

Биполярные транзисторы управляются током, полевые транзисторы управляются напряжением. Различают следующие типы полевых транзисторов: полевые транзисторы с управляющим p-n переходом; полевые транзисторы с изолированным затвором.

3.1. Полевой транзистор с p-n переходом

Простейший полевой транзистор с управляющим p-n переходом представляет собой тонкую пластину полупроводникового материала (кремния) с одним p-n переходом в центральной части и с омическими контактами по краям. Его структура показана на рис. 43. Обозначение выводов: С-сток, З-затвор, И-исток. Обозначение на схеме представлено на рис. 44. Изображенный на рис.43 и 44 транзистор называется полевой транзистор с p-n переходом и каналом n-типа.

В зависимости от электропроводности полупроводника канал может быть n-типа или р-типа. Если подключить к каналу напряжение, то через пластину полупроводника между омическими контактами потечет ток. Ток через канал образуется за счет основных носителей. При n-канале — за счет электронов.

Омический контакт (электрод), от которого течет ток, называется истоком, а омический контакт, к которому он направлен, – стоком. Электрод, используемый для управления эффективной шириной канала, называется затвором. Межэлектродные напряжения сток – исток Uси и затвор – исток Uзи отсчитывают относительно истока. Управляющей цепью является цепь затвор-исток (З-И). Управляемой цепью является С-И, в которой регулируется ток.

С помощью Uзи регулируется ширина канала, его проводимость, ток через него. Управление током стока осуществляется путем подачи Uзи со знаком, обратным направлению проводимости p-n перехода. При подаче отрицательного напряжения на затвор в области p-n перехода образуется обедненный слой (как у диода, смещенного в обратном направлении). Чем шире обедненный слой, тем уже канал, по которому могут проходить электроны от истока к стоку, т.к. обедненный слой, лишенный свободных носителей, ведет себя как изолятор, имеющий очень большое сопротивление.

Можно подобрать такое напряжение на затворе (напряжение отсечки тока стока Uзи отс<0), при котором токопроводящий канал будет полностью ликвидирован, т.е. перекрыт и протекание тока через пластину невозможно. Толщина токопроводящего канала при отсутствии стокового напряжения (Uси=0) определяется формулой:

h’=h(1–( Uзи/Uзи отс)^1/2),

где h – технологическая толщина канала.

Сопротивление канала:

Rк=Rко/(1–( Uзи/Uзи отс)^1/2),

где Rко – сопротивление канала при Uзи=0.

Т.к. управление током через канал производится обратно включенным p-n переходом, то сопротивление участка затвор-исток оказывается очень большим. Оно соответствует сопротивлению полупроводникового диода, включенного в обратном направлении, что выгодно отличает данный полупроводниковый прибор от биполярного транзистора. Управление толщиной канала осуществляется обратным напряжением Uзи или, в конечном итоге, поперечным относительно направления тока через канал электрическим полем, что нашло отражение в названии – полевой транзистор. Применять прямое включение управляющего p-n перехода нецелесообразно, т.к. при этом резко возрастает ток через него и возрастает выделяемая на переходе ЗИ мощность (т.е. нагрев перехода).

В отличие от биполярного транзистора ток, текущий через полевой транзистор, образуется только основными носителями, поэтому такой транзистор называют еще униполярным. Он в меньшей степени подвержен влиянию температуры и радиации, т.к. этими факторами определяется концентрация неосновных носителей.

Полевой транзистор с p-n переходом и каналом p-типа показан на рис. 45.

транзистора с p-n переходом и каналом n-типа

Статические характеристики полевого транзистора с p-n переходом и каналом n-типа приведены на рис. 46. Характеристики Ic(Uси) называются выходными стоковыми характеристиками, характеристика Ic(Uзи) называется входной характеристикой управления.

В общих чертах стоковые характеристики полевого транзистора с p-n переходом похожи на коллекторные характеристики биполярного транзистора: оба транзистора представляют собой источник фиксированного тока на большей части диапазона рабочих напряжений. Другими словами, если напряжение затвор-исток Uзи зафиксировать на определенном уровне, то, начиная с некоторых значений, увеличение напряжения сток-исток Uси оказывает незначительное влияние на ток стока Ic. Это относится к области выходных характеристик на рис. 46 справа от пунктирной линии – это область насыщения.

Когда напряжение Uси начинает расти от нуля (для транзистора с каналом n-типа), канал ведет себя вначале как резистор, сопротивление которого определяется шириной канала, оставленного в кристалле обедненным слоем. Когда достигает нескольких сот милливольт, начинает сказываться обратное смещение на затворе и обедненный слой расширяется в основном у стока до тех пор, пока не останется очень узкий проводящий канал. Наибольшее сечение канала находится возле истока, где Up-n=Uзи, а наименьшим – возле стока, где обратное (отрицательное) напряжение p-n перехода равно Up-n=Uзи-Uси (следует помнить, что Uзи<0, а Uси>0).

Дальнейшее увеличение Uси приводит к еще большему сужению канала (увеличению его сопротивления), почти точно уравновешивающему увеличение Uси. При этом в самом узком месте возле стока всегда остается малое сечение канала, пропускающее ток, т.е. происходит ограничение тока канала. Это, так называемое, насыщение канала. Напряжение, при котором оно наступает, называется напряжением насыщения Uси нас. При этом ток равен значению Ic нач. Так же, как и в случае биполярного транзистора, в области насыщения имеется небольшой положительный наклон.

Описанные процессы отражены на выходных характеристиках на рис. 46. Из условия Up-n=Uзи отс=Uзи-Uси нас находим:

Uси нас=Uзи-Uзи отс=|Uзи отс|-|Uзи|.

Выражение для тока стока имеет вид:

Iс=Ic нач(1–Uзи/Uзи отс)².

Это – парабола, график которой является входной характеристикой и имеет вид:

Если в полевом транзисторе при Ucи>Ucи нас изменять напряжение на затворе от 0 до |Uзи|>|Uзи отс|, то толщина суженного участка канала будет уменьшаться до нуля и ток канала станет равным нулю, а в цепи стока протекает некоторый малый остаточный ток (ток отсечки). Он состоит в основном из обратного тока p-n перехода, протекает от стока на затвор и пренебрежительно мал (обычно имеет значение несколько микроампер).

При большом напряжении Ucи, когда Ucи+|Uзи|>Uпроб в обратновключенном управляющем p-n переходе вблизи стока возникает электрический (лавинный) пробой и ток стока резко возрастает. Этот ток замыкается через электрод затвора.

На выходных характеристиках также может быть проведена нагрузочная прямая, как и у биполярных транзисторов.

Типы транзисторов с p-n переходом: КП103 – с каналом p-типа; КП 302, КП 303, КП307 – с каналом n-типа.

Полевые транзисторы могут работать как в усилительном, так и в ключевом режимах.

Схема и диаграммы показаны на рис. 47, 48.

Состояние I — ключ разомкнут (транзистор не проводит). Cостояние II — ключ замкнут (транзистор проводит). Такой ключ может быть применен в генераторе пилообразного напряжения для периодического сброса напряжения на конденсаторе.

В отличие от полевых транзисторов с управляющим p-n переходом в МОП-транзисторах электрод затвора изолирован от канала слоем диэлектрика толщиной 0,2…0,3 мкм, в качестве которого обычно применяют окисел (двуокись кремния SiO₂).

Структура такого транзистора представлена на рис. 49. Если в этой структуре окисел заменить на p -слой, то мы возвратимся к транзистору с p-n переходом. Транзистор со структурой, показанной на рис.49, называется МОП-транзистор: М-металл, О-окисел, П-полупроводник. Английское название транзистора: MOSFET-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor. Вывод П — это подложка, т.е. слой, на который наложен слой n -канала. Вывод подложки снабжают стрелкой, указывающей на тип проводимости канала. Обычно подложку присоединяют к истоку. Причем, иногда это делается внутри транзистора. Ее можно оставить и не присоединенной.

МОП-транзисторы имеют две конструктивные разновидности – с встроенным каналом и с индуцированным каналом. Обозначение на схеме транзистора с встроенным каналом n-типа показано на рис. 50. Таким транзистором является КП 305X. Х- буква, характеризующая параметры. Обозначение транзистора с каналом p-типа, приведено на рис. 51.

При работе с МОП-транзисторами необходимо соблюдать меры предосторожности. Изоляция затвора в МОП-транзисторе приводит к тому, что такой транзистор очень чувствителен к статическим зарядам, из-за которых может появиться большой потенциал на затворе и произойти пробой изоляции. Поэтому МОП-транзисторы поставляются с выводами, замкнутыми между собой временной перемычкой. Лучше не удалять эту перемычку, пока транзистор не впаян в схему. У некоторых МОП-транзисторов имеются встроенные защитные диоды и поэтому они не боятся статического электричества.

3.2.1. Входные и выходные характеристики МОП — транзистора с встроенным каналом n -типа (КП 305)

Характеристики показаны на рис. 52. Недостаток транзистора с такими характеристиками: Uзи=0, а прибор проводит, т.е. у рассмотренных ранее транзисторов при Uзи=0 существует ток стока. Иногда желательно, чтобы при Uзи=0, Iс=0. Этим свойством обладают полевые транзисторы с индуцированным (наведенным) каналом.

Предыдущие МОП-транзисторы имели встроенный канал (p или n-типа). Эти транзисторы при Uзи=0 проводят. В полевом транзисторе с индуцированным каналом при Uзи=0 ток отсутствует.

Структура транзистора с индуцированным каналом p-типа представлена на рис. 53. В теле подложки n-типа имеются две сильно легированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости (p-типа). Одна из этих областей используется как исток И, другая – как сток С. Электрод затвора З изолирован от полупроводниковой пластины слоем диэлектрика (SiO₂) толщиной 0,2…0,3 мкм. Исток, сток и подложка имеют контакты с соответствующими полупроводниковыми областями и снабжены выводами.

Т.к. высоко легированные р-области истока и стока с полупроводником подложки n-типа образуют p-n переходы, то при любой полярности напряжения сток-исток один из этих переходов оказывается включенным в обратном направлении и препятствует протеканию тока канала, следовательно, между истоком и стоком отсутствует токопроводящий канал.

При подаче отрицательного напряжения на затвор его отрицательный потенциал отталкивает электроны в подложке n-типа от затвора. При некотором отрицательном пороговом напряжении на затворе относительно истока и подложки Uзи пор<0 в подложке n-типа возникает обедненный основными носителями (электронами) инверсный поверхностный слой р-типа, образованный дырками. Этот слой соединяет р-области истока и стока и формирует между ними токопроводящий канал p-типа. Этот канал и обеспечивает проводимость между стоком и истоком. Изменяя напряжение на затворе можно управлять величиной тока стока. Говорят, что такой МОП-транзистор работает в режиме обогащения, в отличие от полевого транзистора с р-n переходом, который работает в режиме обеднения. Дырки в индуцированном канале в n-области подложки являются неосновными носителями заряда.

Изображение на схеме МОП-транзистора с индуцированным каналом p-типа показано на рис. 54. У такого транзистора канал показан в виде прерывистой линии, которая подчеркивает, что собственный проводящий канал между стоком и истоком отсутствует. Типы транзисторов с индуцированным каналом p-типа: КП 301, КП 304.

Входные и выходные характеристики транзистора с индуцированным каналом p-типа приведены на рис. 55. Транзистор начинает проводить ток при |Uзи|=|Uпор|. Здесь Uпор называется — пороговое напряжение.

На рис. 56 показано изображение МОП — транзистора с индуцированным каналом n-типа. Входная характеристика приведена на рис. 57.

3.2.3. Крутизна

Как можно судить о качестве полевого транзистора? У биполярного транзистора важнейшим параметром является коэффициент усиления по току, который определяется отношением токов. В случае полевого транзистора ток стока Iс управляется напряжением Uзи между затвором и истоком. Таким образом, о способности транзистора усиливать можно судить по величине отношения Iс/Uзи, которое имеет размерность проводимости. Эта величина называется

крутизной, обозначается буквой S и определяется как отношение

S=dIс/dUзи.

Если Iс измеряется в миллиамперах, а Uзи — в вольтах, то крутизна S указывается в мA/B или в миллисименсах (мСм).

3.2.4. Особенности полевых МОП транзисторов

1. Очень большое Rвх, он управляется не током, как биполярный, а напряжением, прикладываемым к цепи затвор–исток. Поэтому для управления им требуется очень маленькая мощность

2. Высокое быстродействие в ключевых режимах по сравнению с быстродействием биполярных транзисторов, т.к. нет процессов накопления и рассасывания неосновных носителей, как это наблюдается у биполярных транзисторов. В биполярных транзисторах помимо основных носителей тока, существуют также и неосновные, которые транзистор набирает благодаря току базы. С наличием неосновных носителей связано такое понятие как, время рассасывания, которое обуславливает задержку выключения транзистора.

3. Положительный ТКС, что упрощает включение их на параллельную работу для получения большой нагрузочной способности по току. Между параллельно включенными транзисторами обеспечивается равномерное токораспределение из-за эффекта самовыравнивания токов: если ток через какой-либо транзистор будет больше, чем через другие параллельно включенные транзисторы, то возрастет его нагрев, увеличится сопротивление канала, возрастет напряжение проводимости, в результате возрастет ток через параллельно включенный транзистор. Здесь работает правило электротехники: в цепи с параллельным соединением элементов токи распределяются обратно пропорционально сопротивлениям элементов.

4. Отсутствие у полевого транзистора явления вторичного пробоя, поэтому его область безопасной работы в координатах ток-напряжение гораздо больше, чем у биполярного транзистора.

5. Высоковольтные полевые транзисторы по сравнению с биполярными имеют повышенное падение напряжения в режиме насыщения, поэтому они имеют большие потери мощности. Падение напряжения сильно растет с повышением температуры (у биполярных и IGBT – уменьшается) и с ростом рабочего напряжения. Последнее обусловлено тем, что с ростом напряжения растет сопротивление канала (примерно по квадратичному закону).

Буква К обозначает, что в ключе применена пара из двух транзисторов с разным типом проводимости. Такая пара называется комплементарной. Схема ключа показана на рис. 58, диаграммы работы — на рис. 59. Интервал I — входной ключ управления переключен вверх, II — на общей точке. Часто наличие на входе напряжения какой-то величины обозначают единицей, нулевое напряжение — обозначают нулем. Uвых рисуется, оценивая состояние каждого полевого транзистора при подаче на вход единичного или нулевого напряжения. Схема замещения для I интервала показана на рис. 60, для II интервала — на рис.61.

Состояние ключей определяется по входным характеристикам. Когда состояние выхода ключа противоположно состоянию входа, ключ называется инвертором.

В заключение раздела по полевым транзисторам приводим таблицу обозначений и входных характеристик транзисторов – Таблица 2 и таблицу режимов работы каналов и полярностей электродных напряжений – Таблица 3. В настоящее время выпускаются МОП-транзисторы на напряжения до 1000В и токи до сотен ампер при рабочей частоте 30…100кГц, управление от цифровых микросхем с напряжением питания 5В. Разработан составной транзистор из комбинации МОП-транзистора с биполярным. Название такого транзистора: биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor). Изображение этого транзистора и его входная характеристика показаны на рис. 62.

3.2.6. Переключатели аналоговых сигналов

Примеры, где применяются переключатели: подключение измерительного прибора к цепям с аналоговыми сигналами; процедура модуляции сигналов; переключения в устройствах контроля параметров работы различных схем электрооборудования и др.

Идеальные переключатели — это полевые транзисторы. Обычно применяются полевые транзисторы с изолированным затвором. Такие транзисторы обеспечивают изоляцию цепи управления ключом от цепи входного переключаемого сигнала. Самый распространенный ключевой элемент — это полевой транзистор (с изолированным затвором и индуцированным каналом). Транзистор с индуцированным каналом наиболее подходит, так как он может обрабатывать сигналы любого знака и является нормально закрытым.

Схема простейшего аналогового переключателя показана на следующем рисунке:

Для этого переключателя:

±Uвх, при замкнутом VT;

Uвых= 0, при разомкнутом VT.

Для сравнения приводим соотношения для логического ключа:

1, при замкнутом VT;

Uвых= 0, при разомкнутом VT.

Отсюда видно основное различие между ключами.

Для отпирания полевого транзистора VT в соответствии с его входной характеристикой на затвор нужно подать напряжение, которое отрицательнее напряжения на остальных электродах (сток и исток VT взаимозаменяемы) на величину порогового напряжения Uпор. Для VT p-типа Uпор<0, а характеристика имеет вид:

Чем больше соотношение ïUзï>ïUпорï, тем меньше сопротивление канала. Подложку полевого транзистора обычно подключают к источнику постоянного напряжения. Это позволяет исключить влияние подложки на передачу Uвх.

Для правильной работы переключателя с каналом p — типа необходимо выполнять несколько условий:

1. Для разомкнутого состояния VT на затворе требуется напряжение

Uз выкл>Uпoр+Uвх мах.

Например, при Uпoр=-5В для входного напряжения -10В, на затвор необходимо подать Uз выкл>-5В+(-10В)=-15В, т.е. -14В, -13В и т.д. Для входного напряжения +10В, на затвор необходимо подать Uз выкл>-5В+ (+10В)=+5В, т.е. +6В, +7В и т.д. Соответственно для переключения знакопеременного сигнала на затвор надо подавать большее из этих расчетных напряжений, например, +10В.

2. Для замкнутого состояния VT:

Uз вкл<Uпoр+Uвх min.

Например, при Uпoр=-5В для переключения -10В на затвор необходимо подать Uз вкл=-10В+(-10В)=-20В. Здесь имеется в виду, что при Uпoр=-5В для обеспечения проводимости ключом требуемого тока Ic в соответствии с входной характеристикой на затвор подается напряжение с запасом по сравнению с Uпoр, например, -10В.

Сопротивление проводящего канала транзистора изменяется нелинейно при изменении напряжения на затворе относительно стока или истока. Для уменьшения нелинейности применяют ключ на двух транзисторах с каналами разных типов. Транзисторы включаются параллельно. При этом изменение переключаемого Uвх при конкретном напряжении на затворе влияет на сопротивление канала противоположным образом, поэтому сопротивление канала меняется меньше при изменении Uвх. В данном случае ключ будет иметь вид:

Подобные ключи выпускаются в виде микросхемы, например отечественная микросхема К176КТ1.

3.3. Охлаждение полупроводниковых приборов

В маломощных схемах транзисторы редко рассеивают мощность более 100мВт. Распространение тепла вдоль проводников и конвекция от корпуса транзистора в окружающий воздух при этом оказываются достаточными, чтобы избежать перегрева p-n перехода.

Транзисторы, на которых рассеиваются большие мощности, например, в мощных источниках питания и в выходных каскадах усилителей мощности, требуют применения специальных средств для отвода тепла. Обычно теплоотводы (радиаторы) используются с транзисторами, конструктивное исполнение которых предполагает их работу с радиаторами. Радиатор часто имеет ребристое исполнение и обычно он закрепляется на заземленном металлическом корпусе установки, которая сама может служить теплоотводом. Во всех случаях необходимо помнить, что корпус транзистора обычно соединен с коллектором и поэтому необходима электрическая изоляция между корпусом транзистора и радиатором. Слюдяные или лавсановые прокладки с нанесенной на каждую сторону теплопроводящей пастой гарантируют хороший тепловой контакт.

Качество теплоотвода обычно характеризуется величиной теплового сопротивления, которое учитывает тот факт, что скорость распространения тепла пропорциональна разности температур между источником тепла и внешней средой. В соответствии с этим понятием тепловое сопротивление q равно разности температур, деленной на величину рассеиваемой мощности, и измеряется в ^оС/Вт. Таким образом, корпус теплоотвода, имеющий тепловое сопротивление 3^оС/Вт, при рассеиваемой мощности 30Вт будет нагреваться до температуры на 90^оС выше температуры окружающей среды. Полное тепловое сопротивление транзистора на теплоотводе состоит из последовательного соединения тепловых сопротивлений между полупроводниковым кристаллом и корпусом, корпусом и радиатором, радиатором и окружающей средой. Максимальная температура полупроводникового кристалла обычно составляет 150^оС, а температуру окружающей среды можно принять равной 50^оС (это температура, при которой допускается работа электронной аппаратуры общего назначения).

Производители транзисторов, как правило, указывают безопасную максимальную температуру корпуса для своих транзисторов в 125^оС, кроме того, теплопроводность от корпуса транзистора к радиатору обычно столь хороша, что в большинстве вычислений можно учитывать только тепловое сопротивление между радиатором и воздухом qрв. Зная мощность Р, рассеиваемую транзистором, и полагая, что температура окружающей среды равна 50^оС, можно найти температуру корпуса транзистора: Тк=50+(Р*qрв). Сверяясь с данными производителя, теперь можно выяснить, сможет ли рассматриваемый транзистор рассеивать требуемую мощность при найденной температуре корпуса. Если это не так, то тепловое сопротивление qрв должно быть уменьшено путем применения большего радиатора. Большие ребристые радиаторы для мощных транзисторов обычно имеют тепловое сопротивление 2…4^оС/Вт, которое можно уменьшить до 1^оС/Вт с помощью принудительного охлаждения.

Как проверить полевой транзистор — ООО «УК Энерготехсервис»

MOSFET: N-канальный полевой транзистор.

Обозначение выводов:

S — исток, D — сток, G — затвор

На мультиметре выставляем режим проверки диодов.

Транзистор закрыт: сопротивление — 502 ома

MOSFET — это Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor.

Для диагностики полевых транзисторов N-канального вида ставим мультиметр на проверку диодов (обычно он пищит на этом положении), черный щуп слева на подложку (D — сток), красный на дальний от себя вывод справа (S — исток), тестер показывает 502 Ома — полевой транзистор закрыт (Рис.

4). Далее, не снимая черного щупа, касаемся (Рис.5) красным щупом ближнего вывода (G — затвор) и опять возвращаем его на дальний (S — исток), тестер показывает 0 Ом: полевой транзистор открылся прикосновением (Рис.6).

Если сейчас черным щупом коснуться нижней (G — затвор) ножки, не отпуская красного щупа (Рис.7), и вернуть его на подложку (D — сток), то полевой транзистор закроется и снова будет показывать сопростивление около 500 Ом (Рис.8). Это верно для большинства N-канальных полевиков в корпусе DPAK и D²PAK, применяемых на материнских платах и видеокартах.

В цепи сток-исток имеется диод. Кстати его наличие обусловлено технологией производства.

Тестером можно подтвердить наличие этого диода.

0.5В — это падение напряжение на внутреннем диоде Шоттки. Если поменять щупы местами, то должен быть «обрыв».

А теперь можно проверить и затвор.

Тестер должен показывать «обрыв» при проверке затвор-исток и затвор-сток, причем полярность щупов не имеет значения.

Но вот что интересно, если черный щуп («-«) держать на истоке, а красным щупом («+») коснуться затвора, то транзистор откроется. В чем мы можем убедится, опять проверив

сток-исток.проверка MOSFET

Тестер покажет почти нулевое сопротивление.

Теперь поместим щуп «+» на сток, а черный щуп на затвор и проверим сток-исток. Тестер опять будет показывать или падение напряжения на диоде или «обрыв», т.е транзистор закрылся!

Кстати есть еще одна тонкость — если мы откроем транзистор и измерим сопротивление сток-исток, но только не сразу, а через некоторое время, то тестер будет показывать сопротивление отличное от нуля. И чем больше пройдет времени, тем больше будет сопротивление.

Почему же так происходит? А все очень просто — емкость между затвором и стоком достаточно большая (обычно единицы нанофарад) и когда мы открываем MOSFET транзистор, эта емкость заряжается. А так как полевой транзистор управляется полем а не током, то пока не разрядится конденсатор, транзистор будет открыт.

P-канальный MOSFET транзистор можно проверить по такому же принципу, только полярность затвора другая.

В современной радиоэлектронной аппаратуре все чаще находят применение полевые транзисторы. Как доказала практика, конструктивная надежность данных компонентов обуславливает высокую практичность работоспособности всевозможной бытовой техники.

В процессе ремонтных работ, которые все же случаются, возникает необходимость тестирования того или иного компонента на предмет его исправности. Например, как проверить полевой транзистор, который выпаяли из неисправного блока, вышедшего из строя аппарата. Самый простой метод проверки с применением стрелочного тестера.

У исправного транзистора между всеми его выводами прибор показывает бесконечное сопротивление, кроме современных, имеющих диод между стоком и истоком, который и ведет себя, как обычный диод. Второй способ проверки с применение современного цифрового мультиметра. Черный щуп, являющийся отрицательным, прикладываем к выводу стока транзистора.

Красный щуп, являющийся положительным, прикладываем к выводу истока. Мультиметр показывает прямое падение напряжения на внутреннем диоде около 450мВ, в обратном – бесконечное сопротивление. В данный момент транзистор закрыт. Что мы делаем далее. Не снимая черного щупа, прикладываем красный к затвору, и вновь возвращаем на вывод истока.

Мультиметр показывает 280мВ, т.е. он открылся прикосновением. Теперь, если прикоснуться затвора черным щупом, не отпуская красного щупа и вернуть его на вывод стока, то полевой транзистор закроется, и прибор снова покажет падение напряжения на диоде. Диагностика произведена, в результате чего мы убедились в исправности тестируемого транзистора.

Для образца мы применили N-канальный полевой транзистор. Чтобы проверить исправность P-канального транзистора, необходимо, всего лишь, поменять местами щупы мультиметра.

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного. (не отвлекайтесь и откликайтесь кому это не по зубам) — Копипаста? Да! ….обобщённая и дополненная.

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).

Берегите себя и своих близких!

Мосфет Измерения Проверка Ремонт техники Видео Длиннопост

Прочитал пост про проверку спелости арбуза через отношение массы и длины окружности плода.

https://pikabu.ru/story/v_doegyevskuyu_yepokhu_6032324

«Талия» 63 см.

Согласно расчётам: Спелый арбуз массой 4 кг. должен иметь длину окружности 61,9 см и более.

Проверим:

Показать полностью 1 [моё] Арбуз Спелый Проверка Измерения Окружность

Диод.

Это такая хитрая фиговина, пропускающая ток только в одну сторону. Его можно сравнить с ниппелем. Применяется, например, в выпрямителях, когда из переменного тока делают постоянный. Или когда надо отделить обратное напряжение от прямого.

Выводы диода называют анодом и катодом. Ток течет от анода к катоду. Запомнить где какой вывод очень просто: на условном обозначнеии стрелочка и палочка со стороны катода как бы рисуют букву К вот, смотри —К|—. К= Катод! А на детали катод обозначается полоской или точкой.

Есть еще один интересный тип диода – стабилитрон. Особенностью его является то, что в прямом направлении он работает как обычный диод, а вот в обратном его срывает на каком либо напряжении, например на 3.3 вольта. Подобно ограничительному клапану парового котла, открывающемуся при превышении давления и стравливающему излишки пара.

Стабилитроны используют когда хотят получить напряжение заданной величины, вне зависимости от входных напряжений. Это может быть, например, опорная величина, относительно которой происходит сравнение входного сигнала.

Им можно обрезать входящий сигнал до нужной величины или используют его как защиту. Также есть такой зверь как супрессор. Тот же стабилитрон, только куда более мощный и часто двунаправленный.

Используется для защиты по питанию.

Так работает диод.

Транзистор.

Жуткая вещь, в детстве все не мог понять как он работает, а оказалось все просто.

В общем, транзистор можно сравнить с управляемым вентилем, где крохотным усилием мы управляем мощнейшим потоком. Чуть повернул рукоятку и тонны дерьма умчались по трубам, открыл посильней и вот уже все вокруг захлебнулось в нечистотах. Т.е. выход пропорционален входу умноженному на какую то величину. Этой величиной является коэффициент усиления.

Делятся эти девайсы на полевые и биполярные.

В биполярном транзисторе есть эмиттер, коллектор и база (смотри рисунок условного обозначения). Эмиттер он со стрелочкой, база обозначается как прямая площадка между эмиттером и коллектором.

Между эмиттером и коллектором идет большой ток полезной нагрузки, направление тока определяется стрелочкой на эмиттере. А вот между базой и эмиттером идет маленький управляющий ток. Грубо говоря, величина управляющего тока влияет на сопротивление между коллектором и эмиттером.

Биполярные транзисторы бывают двух типов: p-n-p и n-p-n принципиальная разница только лишь в направлении тока через них.

Полевой транзистор отличается от биполярного тем, что в нем сопротивление канала между истоком и стоком определяется уже не током, а напряжением на затворе. Последнее время полевые транзисторы получили громадную популярность (на них построены все микропроцессоры), т.к. токи в них протекают микроскопические, решающую роль играет напряжение, а значит потери и тепловыделение минимальны.

Обозначение транзисторов или камень преткновения всех студентов. Как запомнить тип биполярного транзистора по его условной схеме? Представь что стрелочка это направление твоего движения на машине… Если едем в стенку то дружный вопль «Писец Нам Писец

Короче, транзистор позволит тебе слабеньким сигналом, например с ноги микроконтроллера, управлять мощной нагрузкой типа реле, двигателя или лампочки.

Если не хватит усиления одного транзистора, то их можно соединять каскадами – один за другим, все мощней и мощней. А порой хватает и одного могучего полевого MOSFET транзистора.

Посмотри, например, как в схемах сотовых телефонов управляется виброзвонок. Там выход с процессора идет на затвор силового MOSFET ключа.

ЗЫ: Взял где взял, обобщил и добавил немного.

ЗЫ2: LF! ,kzl rjgbgfcnf!

Простите за качество некоторых картинок (чем богаты).

Берегите себя и своих близких!

Показать полностью 2 3 Диоды Транзистор Проверка Ремонт техники Видео Длиннопост

В наше время уже тяжело представить себе какое-либо устройство без пульта дистанционного управления.

История изобретения пульта ДУ весьма противоречива и, судя по-всему, так уже и останется тайной…

По одной из версий первые эксперименты были предприняты немцами еще в конце 30-х годов прошлого века.

Первая система дистанционного управления состояла из громозкого устройства со сложной электронной начинкой, соединенным с самим устройством проводами.

В дальнейшем (в середине 70-х годов) для передачи сигнала на расстояние стал использоваться ультразвук, а в конце все тех-же 70-х было предложено использовать и СВЧ-радиосигнал.

В 1974 году фирмой GRUNDIG был выпущен первый телевизор, где впервые было использован принцип передачи сигнала при помощи ИК лучей, который с большим успехом применяется и по наше время…

Принцип работы пультов ДУ следующий:

В основу каждого пульта положен генератор импульсов, работающий в частотном диапозоне между 30 и 40 кГц, сигнал которого промодулирован кодом той или иной команды. Для наглядности рассмотрим график:

Показать полностью 13 4 Пду Пуль управления Проверка Измерения Видео Длиннопост

Словосочетание «катушка ниток» знакомо всем, но про катушку индуктивности слышали, думаю, не все. Вот что вы себе представляете под словом «катушка» ? Ну…

это, наверное, какая-нибудь фиговинка, на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции. Изоляция может быть из бесцветного лака, из проводной изоляции, и даже из матерчатой.

Тут фишка такая, хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности сами, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Любая катушка индуктивности, как ни странно, обладает индуктивностью 🙂 Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется LC — метром. Что такое индуктивность? Давайте разбираться. Если через проводок прогнать электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

Показать полностью 24 Катушка индуктивности Измерения Ремонт техники Длиннопост

Как проверить транзистор мультиметром?

Транзистор это очень распространенный активный радиокомпонент, который попадается почти во всех схемах, и очень часто, особенно во время эксперементальных курсов по изучению азов электроники, он выходит из строя. Поэтому без навыка проверки транзисторов, вам в электронику лучше не соваться. Вот и давайте разбираться, как проверить транзистор.

Биполярный транзистор состоит из двух P-N переходов. Его выводы называются, как эммитер, база и коллектор. Слой, который посередине, называется базой. Эммитер и коллектор находятся по краям. В P-N-P транзисторе в классической схеме включения ток втекает в эммитер и собирается в коллекторе. А ток базы регулирует ток в коллекторе.

Из измерительного оборудования для проверки транзистора нам потребуется только обычный мультиметр, который необходимо переключить в режим омметра или в режим проверки диодов.

Проверка биполярных транзисторов основана на том, что они имеют два n-p перехода, поэтому транзистор можно представить как два диода, общий вывод которых – база. Для n-p-n транзистора эти два эквивалентных диода соединены с базой анодами, а для транзистора p-n-p катодами. Транзистор считается исправным, если исправны оба перехода.

Для проверки транзистора один щуп мультиметра присоединяют к базе транзистора, а вторым щупом поочередно дотрагиваются к эмиттеру и коллектору. Затем меняют щупы местами и повторяют измерение. Теперь чуть подробнее: Возьмем транзистор структуры N-P-N и проверим эмитерный переход для этого плюсовой щуп тестера подключаем к базе, а минусовой к эммитеру.

Показать полностью 2 Транзистор Проверка Ремонт техники Длиннопост Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам:

Как проверить полевой транзистор: мосфет или полевик, мультиметром не выпаивая, с изолированным затвором на неисправность

Использование полевых транзисторов очень распространено. Если происходит поломка необходимо найти неисправную деталь. Иногда требуется точно определить, работоспособен ли полевой транзистор. Это возможно выполнить с использованием мультиметра. Как проверить полевик — подробнее рассказывается далее.

Полевой транзистор — что это

Он включает три основных элемента — исток, затвор и сток. Для их создания используются полупроводники n-типа и p-типа. Они могут сочетаться одним из способов:

Сток, исток соответствуют n-типу, а затвор — p-типу. Их называют транзисторы n-p-n типа.
Такие, у которых используется полярность p-n-p. Тип проводимости у каждой части транзистора изменён на противоположный в сравнении с предыдущим вариантом.

Проверка мультиметром

Если эту деталь соединить с источником питания, то ток будет отсутствовать. Но всё будет иначе, если это сделать между истоком и затвором или стоком и затвором.

Нужно, чтобы к затвору было приложено напряжение, соответствующее по знаку его типу проводимости (положительное для p-типа, отрицательное для n-типа). Тогда через эту деталь потечёт ток.

Чем более высокое напряжение было подано на затвор, тем он будет сильнее.

Отличие полевого от биполярного транзистора

Транзистор станет открытым при условии, что на затвор подаётся разность потенциалов нужной полярности. В этом случае при помощи электрического поля создаётся канал между истоком и стоком, через который могут перемещаться электрические заряды. У других разновидностей транзисторов управление происходит на основе тока, а не напряжения.

Рассматриваемые электронные компоненты также называют мосфетами. Это слово происходит из аббревиатуры MOSFET — Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (в переводе это означает: металл-окисел-полупроводник полевой транзистор).

Разновидности полевиков

Как работает

Полевой транзистор отличается от других разновидностей особенностями своего устройства. Он может относиться к одному из двух типов:

с управляющим переходом;
с изолированным затвором.

Первые из них бывают n канальными и p канальными. Первые из них более распространены. Они используют следующий принцип действия.

В качестве основы используется полупроводник с n-проводимостью. К нему с противоположных сторон присоединены контакты истока и стока. В средней части с противоположных сторон имеются вкрапления проводника с p-проводимостью — они являются затвором. Та часть полупроводника, которая между ними — это канал.

Вам это будет интересно Как работают датчики движения для включения светаТранзистор с управляющим переходом

Если к истоку и стоку n канального транзистора приложить разность потенциалов, то потечёт ток. Однако при подаче на затвор отрицательного напряжения по отношению к истоку, то ширина канала для перемещения электронов уменьшится. В результате сила тока станет меньше.

Таким образом, уменьшая или увеличивая ширину канала, можно регулировать силу тока между истоком и стоком или изолировать их друг от друга.

В p-канальных транзисторах принцип работы будет аналогичным.

Этот тип полевых транзисторов становится менее распространённым, а вместо него получают всё большее распространение те, в которых используется изолированный затвор. Они могут относиться к одному из двух типов: n-p-n или p-n-p. У них принцип действия является аналогичным. Здесь будет рассмотрен более подробно первый из них: n-p-n.

В этом случае в качестве основы для транзистора применяется полупроводник p-типа. В него встраиваются две параллельно расположенные полоски полупроводника с другим типом основных носителей заряда. Между ними по поверхности прокладывается изолятор, а сверху устанавливается слой проводника. Эта часть является затвором, а полоски — это исток и сток.

Устройство транзистора

Когда на затвор подаётся положительное напряжение по отношению к истоку, на пластину попадает положительный заряд, создающий электрическое поле. Оно притягивает к поверхности положительные заряды, создавая канал для протекания тока между истоком и стоком. Чем сильнее напряжение, поданное на затвор, тем более сильный ток проходит между истоком и стоком.

Для всех типов полевых транзисторов управление происходит при помощи подачи напряжения на затвор.

Транзистор открыт

Какие случаются неисправности

Полевые транзисторы могут быть перегружены током во время проведения проверки и, в результате перегрева прийти в неисправное состояние.

Важно! Они уязвимы к статическому напряжению. В процессе проведения работы нужно обеспечить, чтобы оно не попадало на проверяемую деталь.

При работе в составе схемы может произойти пробой, в результате которого полевой транзистор становится неисправным и подлежит замене. Его можно обнаружить по низкому сопротивлению p-n-переходов в обоих направлениях.

Определить то, насколько транзистор является работоспособным можно, если прозвонить его с помощью цифрового мультиметра.

Назначение выводов

Это нужно делать следующим образом (для примера используется широко распространённая модель М-831, рассматривается полевой транзистор с каналом n-типа):

Мультиметр нужно переключить в режим диодной проверки. Он отмечен на панели схематическим изображением диода.
К прибору присоединены два щупа: чёрный и красный. На лицевой панели имеются три гнезда. Чёрный устанавливают в нижнее, красный — в среднее. Первый из них соответствует отрицательному полюсу, второй — положительному.
Нужно на тестируемом полевом транзисторе определить, какие выходы соответствуют истоку, затвору и стоку.
В некоторых моделях дополнительно предусмотрен внутренний диод, защищающий деталь от перегрузки. Сначала нужно проверить то, как он работает. Для этого красный провод присоединяют к истоку, а чёрный — к стоку.

Вам это будет интересно Особенности резонанса токовПроверка диода в прямом направлении

На индикаторе должно появиться значение, входящее в промежуток 0,5-0,7. Если провода поменять местами, то на экране будет указана единица, что означает, что ток в этом направлении не проходит.

Проверка диода в обратном направлении

Дальше осуществляется проверка работоспособности транзистора.

Если присоединить щупы к истоку и стоку, то ток не будет проходить по ним. Чтобы открыть затвор. Необходимо подать положительное напряжение на затвор. Нужно учитывать, что на красный щуп подан от мультиметра положительный потенциал. Теперь достаточно его соединить с затвором, а чёрный со стоком или истоком, для того, чтобы транзистор стал пропускать ток.

Открытие канала

Теперь, если красный провод подключить к истоку, а чёрный — к стоку, то мультиметр покажет определённую величину падения напряжения, например, 60. Если подключить наоборот, то показатель будет примерно таким же.

Если на затвор подать отрицательный потенциал, то это закроет транзистор в обоих направлениях, однако будет работать встроенный диод. Если полевик закрыт не будет, то это указывает на его неисправность.

Проверка мофсета с p-каналом выполняется аналогичным образом. Отличие состоит в том, что при проверке там, где раньше использовался красный щуп, теперь используется чёрный и наоборот.

Работа полевого МДП транзистора

Способы устранения

Для того, чтобы при проверке не повредить деталь, нужно применять при проверке такие мультиметры, у которых используется рабочее напряжения не более 1,5 в.

Если в результате проверки на мультиметре было обнаружено, что полевой транзистор вышел из строя, то его необходимо заменить на новый.

Инструкция по прозвонке без выпаивания

Чтобы проверить, исправен ли полевой транзистор, нужно его выпаять и прозвонить с мультиметром. Однако могут возникать ситуации, когда нужно в схеме есть несколько таких деталей и неизвестно, какие из них исправны, а какие — нет. В этом случае полезно знать, как проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая.

Цифровой мультиметр

В этом случае применяют проверку без выпаивания. Она даёт примерный результат.

Важно! После того, как будет определён предположительно неисправный элемент, его отсоединяют и проверяют, получив точную информацию о его работоспособности. Если он функционирует нормально, его устанавливают на прежнее место.

Проверка без выпаивания выполняется следующим образом:

Перед проведением прозвонки полевого транзистора цифровым мультиметром устройство отключают от электрической розетки или от аккумуляторов. Последние вынимают из устройства.
Если красный щуп соединить с истоком, а чёрный — со стоком, то можно рассчитывать, что мультиметр покажет 500 мв. Если на индикаторе можно увидеть эту или превышающую её цифру, то это говорит о том, что транзистор полностью фунукционален. В том случае, если эта величина гораздо меньше — 50 или даже 5 мв, то в этом случае можно с высокой вероятностью предположить неисправность.

Вам это будет интересно Как измерять напряжениеС управляющим p-n-переходом

Если красный мультиметровый щуп переставить на затвор, а чёрный оставить на прежнем месте, то на индикаторе можно будет увидеть 1000 мв или больше, что говорит об исправности полевого транзистора. Когда разница составляет 50 мв, то это внушает опасение, что деталь испорчена.
Если чёрный щуп тестера поставить на исток, а красный поместить на затвор, то для работоспособного транзистора можно ожидать на дисплее 100 мв или больше. В тех случаях, когда цифра будет меньше 50 мв, имеется высокая вероятность того, что проверяемая деталь неработоспособна.

Нужно учитывать, что выводы, получаемые без выпайки, носят вероятностный характер. Эти данные позволяют получить предварительные выводы об используемых в схеме полевых транзисторах.

Для проверки их нужно выпаять, произвести проверку и установить, если работоспособность подтверждена.

Подготовка к работе

Правила безопасной работы

Мосфеты очень уязвимы по отношению к статическому электричеству. В этом случае может произойти пробой. Для того, чтобы этого не случилось, нужно при помощи проведения тестирования его удалять.

При пайке возможна ситуация, когда тепло, попадающее на транзистор, приведёт к его порче. В этом случае нужно обеспечить теплоотвод. Для этого достаточно придерживать выводы транзистора плоскогубцами в процессе пайки.

Полевики имеют широкое распространение в современных электронных приборах. Когда происходит поломка, необходимо знать, как проверить мосфет. Выяснить, исправен ли он, возможно, если использовать для этого мультиметр.

Проверка полевого транзистора на работоспособность

Исключая теорию работы полевых транзисторов, все таки вспомним, что они бывают двух видов: с управляющим p-n-переходом; со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) или MOSFET — Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor

Проверка полевых транзисторов MOSFET n канального типа

Для проверки полевых транзисторов N-канального типа структуры МДП необходимо переключить мультиметр в режим проверки диодов , черный минусовой щуп необходимо установить слева на подложку (D — сток), красный плюсовой на дальний от себя вывод справа (S — исток), мультиметр показывает падение напряжения на внутреннем диоде , полевой транзистор закрыт.

Затем, не отпуская черного щупа, касаемся красным щупом ближнего вывода (G — затвор) и опять соеденяем его с дальним (S — исток), мультиметр показывает 0 мВ (на некоторых цифровых мультиметрах будет показываться 150…170 мВ), полевой транзистор открылся прикосновением

Если же в этот момент черным щупом коснуться нижней (G — затвор) ножки, не отпуская плюсового щупа, и вернуть его на подложку (D — сток), то полевой транзистор закроется и мультиметр снова будет показывать падение напряжения около 500 мВ (последний рисунок). Это метод проверен на большинстве N-канальных полевиков в корпусе DPAK и D²PAK, применяемых на современных материнских платах и видеокартах.

Проверка полевых транзисторов MOSFET p канального типа

Для проверки P-канальных полевых транзисторов требуется поменять полярность напряжений открытия-закрытия. Для этого щупы мультиметра поменяем местами.

Советы радиолюбителю. Простой способ проверки транзисторов, конденсаторов, диодов и тиристоров

Как проверить полевой транзистор

Транзистор IRFZ44N

В современной электронной аппаратуре все чаще находят применение полевые транзисторы. Разработчики используют их в блоках питания телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой аппаратуре. При проведении ремонта мастер сталкивается с необходимостью проверки исправности мощных полевых транзисторов. В статье автор рассказывает, как произвести проверку полевого транзистора с помощью обычного омметра.

Полевые транзисторы (ПТ), благодаря ряду уникальных параметров, в том числе высокому входному сопротивлению, находят широкое применение в блоках питания телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры.

При ремонте аппаратов, в которых применены полевые транзисторы, у ремонтников очень часто возникает задача проверки целостности и работоспособности этих транзисторов. Чаще всего приходится иметь дело с вышедшими из строя мощными полевыми транзисторами импульсных блоков питания.

Расположение выводов полевых транзисторов (Gate — Drain — Source) может быть различным. Чаще всего выводы транзистора можно определить по маркировке на плате ремонтируемого аппарата (обычно выводы маркируются латинскими буквами G, D, S). Если такой маркировки нет, то желательно воспользоваться справочными данными.

Чтобы предотвратить выход из строя транзистора во время проверки, очень важно при проверке полевых транзисторов соблюдать правила безопасности.

Дело в том, что полевые транзисторы очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому их рекомендуется проверять, предварительно организовав заземление.

Для того чтобы снять с себя накопленные статические электрические заряды, необходимо надеть на руку заземляющий антистатический браслет. Также следует помнить, что при хранении полевых транзисторов, особенно маломощных, их выводы должны быть замкнуты между собой.

При проверке ПТ чаще всего пользуются обычным омметром. У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от прикладываемого тестового напряжения. Следует заметить, что имеются некоторые исключения.

Если при проверке приложить положительный щуп тестового прибора к затвору (G) транзистора n-типа, а отрицательный — к истоку (S), зарядится емкость затвора и транзистор откроется. При замере сопротивления между стоком (D) и истоком (S) прибор покажет некоторое значение сопротивления, которое зависит от ряда факторов.

Неопытные ремонтники могут принять такое поведение транзистора за его неисправность. Поэтому перед “прозвонкой” канала “сток-исток” замкните накоротко все ножки транзистора, чтобы разрядить емкость затвора. После этого сопротивление сток-исток должно стать бесконечным.

В противном случае транзистор признается неисправным.

В современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод, поэтому канал “сток-исток” при проверке ведет себя как обычный диод. Для того чтобы избежть досадных ошибок, помните о наличии такого диода и не примите это за неисправность транзистора. Убедиться в наличии диода достаточно просто.

Нужно поменять местами щупы тестера, и он должен показать бесконечное сопротивление между стоком и истоком. Если этого не произошло, то, скорее всего, транзистор пробит. В остальном проверка транзистора не отличается от приведенной выше. Таким образом, имея под рукой обычный омметр, можно легко и быстро проверить мощный полевой транзистор.

Большой выбор полевых транзисторов в интернет магазине Dalincom, в разделе Полевые транзисторы.

Александр Столовых»Ремонт электронной техники» №7 2001

Краткий курс: как проверить полевой транзистор мультиметром на исправность

В технике и радиолюбительской практике часто применяются полевые транзисторы. Такие устройства отличаются от обычных, биполярных, транзисторов тем, что в них управление выходным сигналом осуществляется управляющим электрическим полем. Особенно часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором.

Англоязычное обозначение таких транзисторов – MOSFET, что означает «управляемый полем металло-оксидный полупроводниковый транзистор». В отечественной литературе эти приборы часто называют МДП или МОП транзисторами. В зависимости от технологии изготовления такие транзисторы могут быть n- или p-канальными.

Особенности конструкции, хранения и монтажа

При работе с полевыми транзисторами необходимо учитывать их чувствительность к воздействию электрического поля. Поэтому хранить их надо с закороченными фольгой выводами, а перед пайкой необходимо закоротить выводы проволочкой. Паять полевые транзисторы надо с использованием паяльной станции, которая обеспечивает защиту от статического электричества.

Прежде, чем начать проверку исправности полевого транзистора, необходимо определить его цоколевку. Часто на импортном приборе наносятся метки, определяющие соответствующие выводы транзистора. Буквой G обозначается затвор прибора, буквой S – исток, а буквой D- сток.
При отсутствии цоколевки на приборе необходимо посмотреть ее в документации на данный прибор.

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.

Работоспособность катушки зажигания определяют проверкой сопротивлений на первичной и вторичной обмотках с помощью мультиметра.

Снять статическое электричество с транзистора.
Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.

Подключить красный провод мультиметра к стоку, а черный – к истоку транзистора. При исправном приборе мультиметр покажет единицу, что означает бесконечность.
Подключить черный провод к истоку, а красный – к затвору. Таким образом, осуществляется открытие транзистора.
Черный провод оставляется на истоке, а красный подсоединяется к стоку. При исправном приборе мультиметр покажет напряжение от 0 до 800 мВ.
При смене полярности щупов мультиметра величина показаний не должна измениться.
Подключить красный провод к истоку, а черный – к затвору. Произойдет закрытие транзистора.
При этом транзистор возвратиться в состояние, соответствующее п.п.4 и 5.

По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.

Проверка исправности р-канального полевого транзистора производится таким же образом, что и n-канального. Отличие состоит в том, что в п. 3 к минусу мультиметра надо подключить красный провод, а к плюсу мультиметра – черный провод.

Как мультиметром проверить MOSFET

Программатор Ch441A MinProgrammer описание, драйвера, инструкция
Этот программатор почему-то все называют Mini Programmer, несмотря на то, что надпись на нем все таки иная. Этим грешат даже поисковики. Д…
Шаговый двигатель из CD/DVD привода
Попались в мои руки несколько приводов оптических дисков, которые я разобрал. В итоге помимо плат и прочей механики стал обладателем несколь…
Реле SRD-05VDC-SL-C описание, характеристики
Речь пойдет о низковольтном реле SRD-05VDC-SL-C китайского производства. Очень часто приходится коммутировать напряжение 220 v, в большинств…
Пришла мне в голову идея собрать на lm358 усилитель для наушников. Идея вызвана тем, что мне срочно понадобился прибор для проверки операцио…
Как выпаять микросхему в SOP или SOIC корпусе паяльником
Выпайка SMD компонентов обычным паяльником возможна, я сейчас опишу демонтаж микросхемы в корпусе SOP8 при помощи обычного 30-ти ваттного па…
Не так давно мне нужно было подключить нагрузку к Arduino nano и я столкнулся проблемой силовых ключей. У меня было несколько IRF640N, по мо…
Прошивка Cisco AIR-lAP1131AG-E-K9
Поговорим о том, как прошить точку доступа cisco AIR-lAP1131AG-E-K9 в режим Stand-alone. Итак, имеем WiFi точку с прошивкой для раб…

Как проверить полевой транзистор

Полевые транзисторы (ПТ), благодаря ряду уникальных параметров, в том числе высокому входному сопротивлению, малому сопротивлению в открытом состоянии, находят широкое применение в блоках питания компьютеров, мониторов, телевизоров, видеомагнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры, постепенно, но неуклонно вытесняя транзисторы биполярные.

1. Меры предосторожности при работе с полевыми транзисторами

Чтобы предотвратить выход из строя транзистора во время проверки, очень важно соблюдать правила безопасности. Полевые транзисторы очень чувствительны к статическому электричеству, поэтому их рекомендуется проверять, предварительно организовав заземление. Для того чтобы снять с себя накопленные статические электрические заряды, необходимо надеть на руку заземляющий антистатический браслет.

При отсутствии браслета достаточно коснуться рукой батареи отопления или любых заземленных предметов, так как электростатические заряды между телами при их разделении распределяются пропорционально массе тел. Поэтому для их «обезвреживания» бывает достаточно прикоснуться даже к любой большой незаземленной металлической поверхности.

При хранении полевых транзисторов, особенно маломощных, их выводы должны быть замкнуты между собой.

2. Определение цоколёвки полевых транзисторов

Полевые транзисторы, выполненные по технологии МОП (металл-оксид-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) в англоязычной литературе носят наименование MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor).

Расположение выводов (цоколёвка) полевых транзисторов Затвор (Gate) – Сток (Drain) – Исток (Source) может быть различным. Чаще всего выводы транзистора можно определить по маркировке на плате ремонтируемого аппарата (обычно выводы маркируются латинскими буквами G, D, S).

Если такой маркировки нет, то желательно воспользоваться справочными данными (datasheet).

Основные типы корпусов полевых транзисторов импортного производства

Корпус типа D²PAK, так же известен как TO-263-3. Встречается в основном на пожилых платах, на современных используется редко.

Корпус типа DPAK, так же известен как TO-252-3. Наиболее часто используется, представляет собой уменьшенный D²PAK.

Корпус типа SO-8.Встречается на материнских платах и видеокартах, чаще на последних. Внутри может скрываться один или два полевых транзистора.

Корпус типа SuperSO-8, он же — TDSON-8. отличается от SO-8 тем, что 4 вывода соединены с подложкой транзистора, что облегчает температурный режим. Характерен для продуктов фирмы Infineon. Легко заменяется на аналог в корпусе SO-8

Корпус типа IPAK так же известен как TO-251-3. По сути — полный аналог DPAK, но с полноценной второй ногой. Такой тип транзисторов очень любит использовать фирма Intel на ряде своих плат.

Для электронных компонентов иностранного производства справочные данные берутся из Даташит (Datasheet— в дословном переводе «бумажка с информацией) — официального документа от производителя электронных компонентов, в котором приводятся описание, параметры, характеристики изделия, типовые схемы и т.д. Datasheet обычно представляет собой файл в формате PDF.

3. Основные характеристики N-канального полевого транзистора

Различных параметров важных, и не очень, у полевых транзисторов много. Мы подойдем к вопросу с прикладной точки зрения и ограничимся рассмотрением необходимых нам практически параметров.

Vds — Drain to Source Voltage — максимальное напряжение сток-исток.
Vgs — Gate to Source Voltage — максимальное напряжение затвор-исток.
Id — Drain Current — максимальный ток стока.
Vgs(th) — Gate to Source Threshold Voltage — пороговое напряжение затвор-исток при котором начинает открываться переход сток-исток.
Rds(on) — Drain to Source On Resistance — сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии.
Q(tot) — Total Gate Charge — полныйзарядзатвора.

Параметр Rds(on) может указываться при разных напряжениях затвор-исток, как правило это 10 и 4.5 вольта, это важная особенность которую нужно обязательно учитывать.

4. Система маркировки полевых транзисторов

Рассмотрим на примере транзистора 20N03. Это означает, что он рассчитан на напряжение (Vds) ~30V и ток (Id) ~20A. Буква N означает, что это N-канальный транзистор. Но из любого правила есть исключения, так, например, фирма Infineon указывает в маркировке Rds, а не максимальный ток.

Примеры:

IPP15N03L — Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ Id=42A TO220
IPB15N03L — Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ Id=42A TO263(D²PAK)
SPI80N03S2L-05 — Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=5.2mΩ Id=80A TO262
NTD40N03R — On Semi Power MOSFET 45 Amps, 25 Volts Rds=12.6mΩ
STD10PF06 — ST STripFET™ II Power P-channel, MOSFET 60V 0.18Ω 10A IPAK/DPAK

Итак, в случае маркировки XXYZZ мы можем утверждать, что XX — или Rds, или Id Y — тип канала ZZ – Vds.

5. Алгоритм проверки исправности полевого транзистора

Проверку можно проводить стрелочным омметром (предел х100), но более удобно это делать цифровым мультиметром в режиме тестирования P-N переходов . Показываемое мультиметром значение сопротивления на этом пределе численно равно напряжению на P-N переходе в милливольтах.

6. Пример проверки транзистора мультиметром:

У исправного полевого транзистора между всеми его выводами должно быть бесконечное сопротивление. Причем бесконечное сопротивление прибор должен показывать независимо от полярности прикладываемого напряжения (щупов).

В современных мощных полевых транзисторах между стоком и истоком имеется встроенный диод поэтому канал «сток-исток» при проверке ведет себя как обычный диод.

Черным (отрицательным) щупом прикасаемся к подложке — СТОКУ (D), красным (положительным) — к выводу ИСТОКА (S). Мультиметр показывает прямое падение напряжения на внутреннем диоде (500 — 800 мВ). В обратном смещении мультиметр должен показывать бесконечно большое сопротивление, транзистор закрыт.

Далее, не снимая черного щупа, касаемся красным щупом вывода ЗАТВОРА (G) и опять возвращаем его на вывод ИСТОКА (S). Мультиметр показывает близкое к нулю значение, причём при любой полярности приложенного напряжения — полевой транзистор открылся прикосновением. На некоторых цифровых мультиметрах возможно значение будет не 0, а 150…170 мВ

Если теперь черным щупом коснуться вывода ЗАТВОРА (G), не отпуская красного щупа, и вернуть его на вывод подложки — СТОКА (D), то полевой транзистор закроется и мультиметр снова будет показывать падение напряжения на диоде. Это верно для большинства N-канальных полевых транзисторов в корпусе DPAK и D²PAK, применяемых на материнских платах и видеокартах.

Транзистор выполнил всё, что от него требовалось. Диагноз — исправен.

Для проверки P-канальных полевых транзисторов нужно поменять полярность напряжений открытия-закрытия. Для этого просто меняем щупы мультиметра местами.

Методика проверки исправности полевых транзисторов с достаточной степенью правильности показана в видеоролике от магазина Чип и Дип

Источник: http://meandr.org/archives/9199

ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.730-73

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ
В СХЕМАХ.
ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

Unified system for design documentation.
Graphical symbols in diagrams.
Semiconductor devices

ГОСТ
2.730-73

Дата введения 1974-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование	Обозначение
1. (Исключен, Изм. № 2).
2. Электроды:
база с одним выводом
база с двумя выводами
Р -эмиттер с N -областью
N -эмиттер с Р-областью
несколько Р-эмиттеров с N -областью
несколько N -эмиттеров с Р-областью
коллектор с базой
несколько коллекторов, например, четыре коллектора на базе
3. Области: область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью. Переход от Р-области к N -области и наоборот
область собственной электропроводности ( I -область): l) между областями с электропроводностью разного типа PIN или NIP
2) между областями с электропроводностью одного типа PIP или NIN
3) между коллектором и областью с противоположной электропроводностью PIN или NIP
4) между коллектором и областью с электропроводностью того же типа PIP или NIN
4. Канал проводимости для полевых транзисторов: обогащенного типа
обедненного типа
5. Переход PN
6. Переход NP
7. Р-канал на подложке N -типа, обогащенный тип
8. N -канал на подложке Р-типа, обедненный тип
9. Затвор изолированный
10. Исток и сток Примечание . Линия истока должна быть изображена на продолжении линии затвора, например:
11. Выводы полупроводниковых приборов:
электрически, не соединенные с корпусом
электрически соединенные с корпусом
12. Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать точку

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. № 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Таблица 4

Наименование	Обозначение
1. Эффект туннельный
а) прямой
б) обращенный
2. Эффект лавинного пробоя: а) односторонний
б) двухсторонний 3-8. (Исключены, Изм. № 2).
9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование	Обозначение
1. Диод
Общее обозначение
2. Диод туннельный
3. Диод обращенный
4. Стабилитрон (диод лавинный выпрямительный)
а) односторонний
б) двухсторонний
5. Диод теплоэлектрический
6. Варикап (диод емкостный)
7. Диод двунаправленный
8. Модуль с несколькими (например, тремя) одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами
8a. Модуль с несколькими одинаковыми диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами
9. Диод Шотки
10. Диод светоизлучающий

7. Обозначения тиристоров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Наименование	Обозначение
1. Тиристор диодный, запираемый в обратном направлении
2. Тиристор диодный, проводящий в обратном направлении
3. Тиристор диодный симметричный
4. Тиристор триодный. Общее обозначение
5. Тиристор триодный, запираемый в обратном направлении с управлением: по аноду
по катоду
6. Тиристор триодный выключаемый: общее обозначение
запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду
запираемый в обратном направлении, с управлением по катоду
7. Тиристор триодный, проводящий в обратном направлении:
общее обозначение
с управлением по аноду
с управлением по катоду
8. Тиристор триодный симметричный (двунаправленный) — триак
9. Тиристор тетроидный, запираемый в обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с Р- N -переходами приведены в табл. 7.

Таблица 7

Наименование	Обозначение
1. Транзистор а) типа PNP
б) типа NPN с выводом от внутреннего экрана
2. Транзистор типа NPN, коллектор соединен с корпусом
3. Транзистор лавинный типа NPN
4. Транзистор однопереходный с N-базой
5. Транзистор однопереходный с Р-базой
6. Транзистор двухбазовый типа NPN
7. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от i-области
8. Транзистор двухразовый типа P NIN с выводом от I -области
9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN
Примечание. При выполнении схем допускается: а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например, б) изображать корпус транзистора.

Таблица 8

Наименование	Обозначение
1. Транзистор полевой с каналом типа N
2. Транзистор полевой с каналом типа Р
3. Транзистор полевой с изолированным затвором баз вывода от подложки:
а) обогащенного типа с Р-каналом
б) обогащенного типа с N-каналом
в) обедненного типа с Р-каналом
г) обедненного типа с N-каналом
4. Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с N-каналом, с внутренним соединением истока и подложки
5. Транзистор полевой с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р-каналом
6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р-каналом с выводом от подложки
7. Транзистор полевой с затвором Шоттки
8. Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки

Примечание . Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл. 9.

Таблица 9

Наименование	Обозначение
1. Фоторезистор: а) общее обозначение
б) дифференциальный
2. Фотодиод
З. Фототиристор
4. Фототранзистор:
а) типа PNP
б) типа NPN
5. Фотоэлемент
6. Фотобатарея

Таблица 10

Наименование	Обозначение
1. Оптрон диодный
2. Оптрон тиристорный
3. Оптрон резисторный
4. Прибор оптоэлектронный с фотодиодом и усилителем:
а) совмещенно
б) разнесенно
5. Прибор оптоэлектронный с фототранзистором: а) с выводом от базы
б) без вывода от базы

Примечания:

1. Допускается изображать оптоэлектронные приборы разнесенным способом. При этом знак оптического взаимодействия должен быть заменен знаками оптического излучения и поглощения по ГОСТ 2.721-74,

например:

2. Взаимная ориентация обозначений источника и приемника не устанавливается, а определяется удобством вычерчивания схемы, например:

12. Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов приведены в табл. 11.

Таблица 11

Наименование	Обозначение
1. Датчик Холла
Токовые выводы датчика изображены линиями, отходящими от коротких сторон прямоугольника
2. Резистор магниточувствительный
3. Магнитный разветвитель

13. Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах приведены в табл. 12.

Таблица 12

Наименование	Обозначение
1. Однофазная мостовая выпрямительная схема:
а) развернутое изображение
б) упрощенное изображение (условное графическое обозначение) Примечание. К выводам 1-2 подключается напряжение переменного тока; выводы 3-4 — выпрямленное напряжение; вывод 3 имеет положительную полярность. Цифры 1, 2, 3 и 4 указаны для пояснения.
Пример применения условного графического обозначения на схеме
2. Трехфазная мостовая выпрямительная схема
3. Диодная матрица (фрагмент)
Примечание. Если все диоды в узлах матрицы включены идентично, то допускается применять упрощенный способ изображения. При этом на схеме должны быть приведены пояснения о способе включения диодов

14. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ предусмотрено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены в табл. 13.

Таблица 13

Наименование	Обозначение	Отпечатанное обозначение
1. Диод
2. Транзистор типа PNР
3. Транзистор типа NPN
4. Транзистор типа PNIP с выводом от I -области
5. Многоэмиттерный транзистор типа NPN

Примечание к пп. 2-5. Звездочкой отмечают вывод базы, знаком «больше» или «меньше» — вывод эмиттера.

15. Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. № 4).

Приложение 1. (Исключено, Изм. № 4).

Наименование	Обозначение
1. Диод
2.. Тиристор диодный
3. Тиристор триодный
4. Транзистор 5. Транзистор полевой
6. Транзистор полевой с изолированным затвором

(Введено дополнительно, Изм. № 3).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В. Р. Верченко, Ю. И. Степанов, Э. Я. Акопян, Ю. П. Широкий, В. П. Пармешин, И. К. Виноградова

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 № 2002

3 Соответствует СТ СЭВ 661-88

4 ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп. 33 и 34 таблицы

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1995 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91)

2N547 Распиновка N-канального JFET, техническое описание, аналоги и характеристики

2N547 N-канальный JFET

2N547 Распиновка

нажмите на картинку для увеличения

2N547 — это старый полевой транзистор JFET, который обычно использовался в схемах предусилителя.JFET имеет VDS 25 В и VGS 25 В с током затвора 10 мА. Полевой транзистор также имеет высокое входное сопротивление и низкую входную емкость.

Конфигурация контактов

Номер контакта	Имя контакта	Описание
1	Слив	Ток протекает через сливной штифт
2	Источник	Управляет смещением полевого транзистора
3	Ворота	Ток течет через сток, обычно соединенный с землей.

Характеристики

Полевой транзистор с N-канальным переходом общего назначения
Напряжение сток-исток (VDS) 25 В
Максимальный ток стока: 5 мА
Напряжение стока-затвора (VDG) 25 В
Напряжение затвор-исток (VGS) 25 В
Непрерывный ток затвора (IG) составляет 10 мА
Доступен в корпусах To-92 и SOT54

Примечание: Полную техническую информацию можно найти в таблице данных в конце этой страницы.

2N547 Эквиваленты

MMBFJ201, TIS158

Краткое описание 2N547

2N547 — это JFET , который из-за своей низкой цены использовался во многих схемах усиления. JFET в настоящее время больше не производится, но пока спрос на него не привел к появлению на рынке множества клонов. Ближайшим эквивалентом для 2N547 является MMBFJ201 JFET , но он доступен только в корпусе SMD.

Клонированные полевые транзисторы, доступные на рынке, похоже, не строго следуют таблице данных. Следовательно, будьте осторожны при использовании одного в своих проектах. Если у вас есть правильный полевой транзистор, его можно использовать в схеме предварительного усилителя для достижения усиления +12 дБ или выше. Если вы не можете найти поставщика, подумайте о переходе на TIS158 , который его немного дороговат, но доступность не будет проблемой.

Приложения

Цепи усилителя
Приложения предусилителя
Подавление звуковых шумов

2D модель детали

Если вы разрабатываете печатную плату или плату Perf с этим компонентом, то следующий рисунок из таблицы данных 2N547 будет полезен, чтобы узнать тип и размеры корпуса.

Простой способ идентификации контактов для электронных компонентов и ИС

Одной из основных проблем в схемотехнике является идентификация контактов транзисторов, тиристоров, тиристоров и подобных устройств. Чтобы получить представление о контактах, мы должны поискать в таблице данных или других источниках, чтобы завершить соединения схемы. Неправильное соединение контактов полностью приведет к отказу цепи. Вот готовый счет для идентификации контактов большинства компонентов общего назначения.Ниже приводится краткое руководство по идентификации контактов почти каждого электронного устройства, используемого в схемах.

Идентификация контактов транзисторов

1. Биполярный переходной транзистор (BJT)

Транзисторы

Транзисторы могут быть NPN или PNP, которые доступны в пластиковом корпусе или металлическом корпусе. В пластиковом корпусе одна сторона транзистора плоская, которая является передней стороной, а контакты расположены последовательно. Чтобы идентифицировать штифты, держите переднюю плоскую сторону к себе и считайте штифты как один, два и т. Д.В большинстве NPN-транзисторов это будет 1 (коллектор), 2 (база) и 3 (эмиттер). Таким образом CBE. Но в транзисторах PNP все будет наоборот. Это EBC.

NPN PNP

В металлических банках штифты расположены по кругу. Просто посмотрите на выступ на ободе.В типе NPN контакт рядом с вкладкой — это эмиттер, противоположный — коллектор, а средний — база. В типе PNP контакты поменяны местами. Закрепить рядом с вкладкой — Collector.

Но это нестандартная конфигурация контактов. Расположение выводов на некоторых транзисторах может отличаться. Итак, чтобы получить представление, следующая таблица поможет вам

2. Полевой транзистор (FET)

Чтобы идентифицировать полевой транзистор, нужно держать изогнутую часть лицом к себе и начинать отсчет в против часовой стрелки.1 ^st — исток, затем затвор, а затем сток.

3. MOSFET — Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор

Обычно в некоторых случаях выводы полевого МОП-транзистора обозначаются буквами G, S и D, обозначающими затвор, источник и сток. В некоторых случаях рекомендуется свериться с таблицей данных MOSFET. Обычно плоская сторона обращена к вам, штифты маркируются как S, G, D, начиная слева направо.

4. Биполярный транзистор IGBT с изолированным затвором

В некоторых практичных IGBT, таких как GN2470, приподнятая поверхность помещается в сторону человека, держащего его, так что более короткий в середине является катодом. Слева — Врата, а справа — Эмиттер.

5. Фототранзистор

Для практических фототранзисторов, таких как L14G2, с изогнутой поверхностью по направлению к человеку, держащему его и начиная с направления по часовой стрелке, 1 ^st является коллектором, второй — эмиттером и третий — база.

В этой таблице показаны соединения контактов регулятора IC, MOSFET, датчиков температуры, Melody IC, фототранзистора и т.д.

Идентификация контактов нескольких доступных диодов

1. Светодиод — светоизлучающий диод

Контакты светодиодов можно идентифицировать осматривая светодиод сверху. Тот, у которого сплющенный край — это отрицательный штифт, а прямой штифт — положительный. Обычно для новых светодиодов положительный вывод — это тот, у которого более длинный вывод, а отрицательный вывод — тот, который закорочен.

2. ЛАЗЕРНЫЙ диод

Для практичных ЛАЗЕРНЫХ диодов, таких как DL-3149-057, прижимающих изогнутую поверхность к человеку, держащему ее, штыри пронумерованы от 1 до 3, причем 1 штырь ^st является катодом, второй из которых является общим штифтом, а третий — анодом.

3. PN Junction Diode :

Катодный вывод — это один рядом с кольцом вокруг корпуса, а другой — анодный вывод.

4.Фотодиод:

Для практических фотодиодов, таких как QSD2030F, с изогнутой поверхностью по направлению к человеку, держащему устройство, более короткий вывод является катодом, а более длинный — анодом.

Идентификация контактов силовых электронных устройств

1. Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)

SCR представляет собой трехконтактное устройство, а его контакты являются анодом (+), катодом (-) и затвором. Когда затвор получает положительный импульс, ток течет от анода к катоду.После срабатывания тринистор будет фиксироваться и продолжать работать, даже если напряжение затвора будет снято. Чтобы его выключить, надо отключить анодный ток выключателем.

SCR.

Как и в случае с транзисторами, контакты SCR можно определить, повернув лицевую сторону к себе. Сторона с напечатанным кодом — это лицевая сторона. BT 136, BT 138 и ST44B — это триаки.

2. TRIAC

TRIAC

В некоторых TRIAC, таких как 2N6071A / B, удерживая плоскую поверхность ближе к вашей стороне, контакты пронумерованы от 1 до 3.Контакт 1 является основным контактом 1, контакт 2 — основным контактом 2, а контакт 3 — контактом затвора. В некоторых случаях, например, в симисторах Сименс, два вывода, которые можно увидеть, — это затвор и катод, причем более короткий является затвором, а длинный — катодом. Клемма анода — это металлический контакт на винтовой части TRIAC.

3. UJT — Однопереходный транзистор

Конфигурация выводов такая же, как у биполярного переходного транзистора. Обычно устройство держат плоской стороной к человеку.Пины пронумерованы от 1 до 3, начиная слева направо. Вывод 1 — анод, вывод 2 — затвор, а вывод 3 — катод. Практический пример — 2N6027. Для нескольких UJT, таких как 2N2646, удерживая устройство так, чтобы штыри были направлены вниз и начинались по часовой стрелке, 1 ^st — это терминал Base1, второй или средний — терминал Emitter, а третий — терминал Base2. .

Идентификация контактов ИК-модулей

Доступны различные типы инфракрасных модулей.На одной стороне есть выступ, который является лицевой стороной. Подключение контактов обычных ИК-датчиков показано ниже.

Идентификация контактов различных интегральных схем

1. Датчик TSOP
Для некоторых фотодатчиков, таких как датчик TSOP, изогнутая поверхность удерживается таким образом, что, начиная слева, первый контакт — вывод заземления, второй — Vcc, а третий — вывод.
2. ИС драйвера двигателя L293D
Как и любые другие интегральные схемы, эта ИС также состоит из изогнутого пятна на одном конце.Начиная с левой стороны кривой, штыри пронумерованы от 1 до 8, а остальные штифты с правой стороны пронумерованы от 9 до 16 снизу вверх.
3. ИС драйвера реле
Идентификация контактов такая же, как у ИС драйвера двигателя, за исключением того, что вместо изогнутого участка один конец полностью обрезан посередине, образуя изогнутую поверхность.
Фото:
Преимущества MOSFET перед BJT
С 1948 года транзисторы используются в электронике.Изначально изготовленные из германия, современные транзисторы используют кремний из-за его более высокой термостойкости. Транзисторы усиливают и переключают сигналы. Они могут быть аналоговыми или цифровыми. Сегодня два распространенных транзистора включают полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) и транзисторы с биполярным переходом (BJT). MOSFET имеет ряд преимуществ перед BJT.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Транзисторы, используемые для усиления и переключения сигналов, возвестили эру современной электроники. Сегодня используются два преобладающих транзистора: биполярные переходные транзисторы или BJT и полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник или MOSFET.MOSFET предлагает преимущества перед BJT в современной электронике и компьютерах, поскольку эти транзисторы более совместимы с технологией обработки кремния.
Обзор MOSFET и BJT
MOSFET и BJT представляют собой два основных типа транзисторов, используемых сегодня. Транзисторы состоят из трех выводов, называемых эмиттером, коллектором и базой. База контролирует электрический ток, коллектор управляет потоком базового тока, а эмиттер — это место, где ток течет. И полевые МОП-транзисторы, и биполярные транзисторы обычно изготавливаются из кремния с меньшим процентным содержанием арсенида галлия.Оба они могут работать как преобразователи для электрохимических датчиков.
Bipolar Junction Transistor (BJT)
BJT (Bipolar Junction Transistor) объединяет два диода с переходом от полупроводника p-типа между полупроводниками n-типа или слоя полупроводника n-типа между двумя полупроводниками p-типа. BJT — это устройство, управляемое током, с базовой схемой, по сути, усилителем тока. В BJT ток проходит через транзистор через отверстия или связывающие вакансии с положительной полярностью и электроны с отрицательной полярностью.Биполярные транзисторы используются во многих приложениях, включая аналоговые и высокомощные схемы. Они были первым типом транзисторов серийного производства.
Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET)
MOSFET — это тип полевого транзистора, который используется в цифровых интегральных схемах, таких как микрокомпьютеры. MOSFET — это устройство, управляемое напряжением. Он имеет вывод затвора, а не основание, отделенный от других выводов оксидной пленкой. Этот оксидный слой служит изолятором.Вместо эмиттера и коллектора MOSFET имеет исток и сток. MOSFET отличается высоким сопротивлением затвора. Напряжение затвора определяет, включается или выключается полевой МОП-транзистор. Время переключения происходит между его режимами включения и выключения.
Преимущества полевого МОП-транзистора
Полевые транзисторы, такие как полевой МОП-транзистор, используются в течение десятилетий. Они состоят из наиболее часто используемых транзисторов, которые в настоящее время доминируют на рынке интегральных схем. Они портативны, потребляют мало энергии, не потребляют ток и совместимы с технологией обработки кремния.Отсутствие у них тока затвора приводит к высокому входному сопротивлению. Еще одно важное преимущество MOSFET перед BJT состоит в том, что он составляет основу схемы с переключателями аналоговых сигналов. Они полезны в системах сбора данных и позволяют вводить несколько данных. Их способность переключения между разными резисторами помогает в коэффициенте затухания или изменении коэффициента усиления операционных усилителей. МОП-транзисторы составляют основу полупроводниковых запоминающих устройств, таких как микропроцессоры.
Транзисторы — учимся.sparkfun.com
Добавлено в избранное Любимый 77
Введение
Транзисторы вращают мир электроники. Они критически важны как источник управления практически в каждой современной цепи. Иногда вы их видите, но чаще всего они спрятаны глубоко внутри кристалла интегральной схемы. В этом уроке мы познакомим вас с основами самого распространенного транзистора: биполярного переходного транзистора (BJT).
В небольших дискретных количествах транзисторы могут использоваться для создания простых электронных переключателей, цифровой логики и схем усиления сигналов. В количествах тысяч, миллионов и даже миллиардов транзисторы соединены между собой и встроены в крошечные микросхемы для создания компьютерной памяти, микропроцессоров и других сложных ИС.
рассматривается в этом учебном пособии
После прочтения этого руководства мы хотим, чтобы вы получили широкое представление о том, как работают транзисторы.Мы не будем углубляться в физику полупроводников или эквивалентные модели, но мы достаточно углубимся в предмет, чтобы вы поняли, как транзистор можно использовать в качестве переключателя или усилителя .
Это руководство разделено на несколько разделов, охватывающих:
Существует два типа базовых транзисторов: биполярный переход (BJT) и металлооксидный полевой транзистор (MOSFET). В этом руководстве мы сфокусируемся на BJT , потому что его немного легче понять.Если копать еще глубже в типы транзисторов, на самом деле существует две версии BJT: NPN и PNP . Мы сфокусируемся еще больше, ограничив наше раннее обсуждение NPN. Если сузить наш фокус — получить твердое представление о NPN — будет легче понять PNP (или даже МОП-транзисторы), сравнив, чем он отличается от NPN.
и nbsp
и nbsp
Рекомендуемая литература
Перед тем, как углубиться в это руководство, мы настоятельно рекомендуем просмотреть эти уроки:
Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома — Введение в основы электроники.
Основы электричества — Мы немного поговорим об электричестве как потоке электронов. Узнайте, как текут эти электроны, в этом уроке.
Electric Power — Одно из основных применений транзисторов — усиление — увеличение мощности сигнала. Увеличение мощности означает, что мы можем увеличивать ток или напряжение, узнайте почему в этом руководстве.
Диоды — Транзистор — это полупроводниковый прибор, похожий на диод. В некотором смысле это то, что вы получили бы, если бы сложили два диода вместе и связали их аноды вместе.Понимание того, как работает диод, во многом поможет раскрыть принцип работы транзистора.
Хотите изучить транзисторы?
метров проверки транзистора (JFET) | Переходные полевые транзисторы
Тестирование полевого транзистора с помощью мультиметра может показаться относительно простой задачей, учитывая, что он имеет только один PN-переход для тестирования: измеряется либо между затвором и истоком, либо между затвором и стоком.
Проверка целостности N-канального JFET
А вот проверка целостности через канал сток-исток — другое дело.Помните из предыдущего раздела, как накопленный заряд на емкости PN перехода затворного канала мог удерживать полевой транзистор в отключенном состоянии без приложения к нему внешнего напряжения? Это может произойти, даже если вы держите JFET в руке, чтобы проверить его! Следовательно, любое показание измерителя непрерывности через этот канал будет непредсказуемым, поскольку вы не обязательно знаете, накапливается ли заряд в соединении затвор-канал. Конечно, если вы заранее знаете, какие клеммы на устройстве являются затвором, истоком и стоком, вы можете подключить перемычку между затвором и истоком, чтобы устранить любой накопленный заряд, а затем без проблем приступить к проверке целостности цепи исток-сток.Однако, если вы не знаете, какие терминалы какие, непредсказуемость соединения исток-сток может затруднить определение идентичности терминала.
Стратегия тестирования JFET
Хорошая стратегия, которой следует придерживаться при тестировании JFET, — вставить контакты транзистора в антистатическую пену (материал, используемый для доставки и хранения статических электронных компонентов) непосредственно перед тестированием. Проводимость пены создает резистивное соединение между всеми выводами транзистора, когда он вставлен.Это соединение гарантирует, что все остаточное напряжение, возникающее на PN-переходе затворного канала, будет нейтрализовано, тем самым «открывая» канал для точного измерения целостности цепи исток-сток.
Поскольку канал JFET представляет собой единый непрерывный кусок полупроводникового материала, обычно нет разницы между выводами истока и стока. Проверка сопротивления от истока к стоку должна дать то же значение, что и проверка от стока к истоку. Это сопротивление должно быть относительно низким (максимум несколько сотен Ом), когда напряжение PN перехода затвор-исток равно нулю.При приложении напряжения обратного смещения между затвором и истоком обрыв канала должен быть очевиден по увеличенному показанию сопротивления на измерителе.
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:
Полевой транзистор с JFET-переходом, конструкция, символ, эксплуатация
Как уже упоминалось в Полевые транзисторы (FET) , JFET бывают двух типов, а именно N-канальные JFET и P-канальные JFET. Обычно N-канальные полевые транзисторы более предпочтительны, чем P-каналы.N-канальные и P-канальные полевые транзисторы показаны на рисунках ниже.
JFET — переходные полевые транзисторы
Базовая конструкция.
Конструкция довольно простая. В N-канальном JFET кремниевый стержень N-типа, называемый каналом, имеет два меньших куска кремниевого материала P-типа, рассеянных на противоположных сторонах его средней части, образуя P-N-переходы, как показано на рисунке. Два P-N перехода, образующие диоды или затворы, соединены внутри, и общий вывод, называемый выводом затвора, выведен наружу.Омические контакты (прямые электрические соединения) выполняются на двух концах канала — один вывод называется клеммой источника S, а другой — клеммой стока D.
Силиконовая пластина ведет себя как резистор между двумя своими выводами D и S. Вывод затвора аналогичен базе обычного транзистора (BJT). Он используется для управления потоком тока от истока к стоку. Таким образом, выводы истока и стока аналогичны выводам эмиттера и коллектора, соответственно, BJT.
На рисунке выше затвор является P-областью, а исток и сток — N-областями.Из-за этого JFET похож на два диода. Затвор и исток образуют один из диодов, а сток — другой диод. Эти два диода обычно называют диодом затвор-исток и диодом затвор-сток. Поскольку JFET представляет собой кремниевое устройство, требуется всего 0,7 В для прямого смещения, чтобы получить значительный ток в любом из диодов.
Когда клемма затвора не подключена, и приложен потенциал (+ ve на стоке и — ve на истоке), ток, называемый током стока, ID протекает через канал, расположенный между двумя P-областями.Этот ток в данном случае состоит только из основных носителей — электронов. P-канальный JFET аналогичен по конструкции N-канальному JFET, за исключением того, что полупроводниковый материал P-типа зажат между двумя переходами N-типа, как показано на рисунке. В этом случае основными носителями являются дыры.
Стандартные обозначения в FET:
Источник — Терминал, через который большинство несущих входят в канал, называется терминалом S источника , а обычный ток, поступающий в канал в точке S, обозначается как I _g.
Сток — Вывод, через который большинство несущих покидает канал, называется стоком , выводом D , а обычный ток, покидающий канал в точке D, обозначается как I _D.
Напряжение сток-исток называется V _DS и положительно, если D более положительно, чем исток S
.
Затвор — Имеются две связанные внутри сильно легированные примесные области, образованные легированием, диффузией или любым другим доступным методом для создания двух P-N-переходов.Эти примесные области называются затвором G. Между затвором и истоком прикладывается напряжение V _GS в направлении обратного смещения P-N перехода. Обычный ток, поступающий в канал в точке G, обозначается как I _G.
Канал — Область между истоком и стоком, зажатая между двумя затворами, называется каналом , и большинство несущих перемещаются от истока к стоку через этот канал.
Условные обозначения JFET
Условные обозначения для полевых транзисторов N-типа и P-типа показаны на рисунке ниже.Вертикальную линию в символе можно представить как канал, исток S и сток D, подключенные к линии.
Обратите внимание, что направление стрелки на затворе указывает направление, в котором течет ток затвора, когда переход затвора смещен в прямом направлении. Таким образом, для N-канального JFET стрелка на стыке затвора указывает на устройство, а в P-канальном JFET — от устройства.
Соглашения о полярности JFET
Соглашения о полярности-JFET
Полярность для N-канального и P-канального JFET показана на рисунках.В обоих случаях напряжение между затвором и истоком таково, что затвор имеет обратное смещение. Это нормальный метод подключения JFET. Клеммы стока и истока взаимозаменяемы, то есть любой конец может использоваться как исток, а другой конец — как сток. Вывод истока всегда подключается к тому концу источника напряжения стока, который обеспечивает необходимые носители заряда, то есть в N-канальном выводе истока JFET S подключается к отрицательному концу источника напряжения стока для получения.
Схема смещения для JFET
Работа JFET
Давайте рассмотрим N-канальный JFET для обсуждения его работы.
1. Когда к затвору не приложено никакого смещения (т.е. когда V _GS = 0), ни какое-либо напряжение на стоке относительно. Источник (т.е. , когда V _DS = 0), обедненные области вокруг P-N переходов имеют одинаковую толщину и симметричны.
2. При подаче положительного напряжения на вывод стока D w.r.t. клемма источника S без подключения клеммы G затвора к источнику питания, как показано на рис. 9.4, электроны (которые являются основными носителями) текут от клеммы S к клемме D, тогда как обычный ток стока I _D течет по каналу от D к S. Из-за протекания этого тока в канале наблюдается равномерное падение напряжения. сопротивление при перемещении от клеммы D к клемме S. Это падение напряжения смещает диод в обратном направлении. Гейт более «отрицателен» по отношению к тем точкам в канале, которые ближе к D, чем к S.Следовательно, слои истощения проникают более глубоко в канал в точках, лежащих ближе к D, чем к S. Таким образом, образуются клиновидные области истощения, как показано на рисунке. когда применяется Vd _s. Размер сформированного обедненного слоя ^— определяет ширину канала и, следовательно, величину тока I _D, протекающего через канал.
Чтобы увидеть, как ширина канала изменяется при изменении напряжения затвора, предположим, что затвор имеет отрицательное смещение по отношению к истоку, в то время как сток приложен с положительным смещением по отношению к истоку.Это показано на рисунке выше. Затем P-N-переходы смещаются в обратном направлении и образуются обедненные области. P-области сильно легированы по сравнению с N-каналом, поэтому обедненные области глубоко проникают в канал. Поскольку обедненная область — это область, обедненная носителями заряда, она ведет себя как изолятор. В результате канал сужается, сопротивление увеличивается, а ток стока I _D уменьшается. Если отрицательное напряжение на затворе снова увеличивается, обедненные слои встречаются в центре, и ток стока полностью прекращается.Если отрицательное смещение затвора уменьшается, ширина обедненных слоев уменьшается, вызывая уменьшение сопротивления и, следовательно, увеличение тока стока I _D (напряжение затвор-исток V _GS, при котором ток стока I _D полностью отключен (защемлен) называется напряжением отсечки V _p. Следует также отметить, что величина обратного смещения неодинакова по всей длине PN-перехода. Когда ток стока течет по каналу, по его длине происходит падение напряжения.В результате обратное смещение на конце стока больше, чем на конце истока, в результате чего ширина обедненного слоя больше на стоке. Чтобы увидеть, как ширина канала меняется с изменением ворот, просмотрите рисунок выше.
В чем разница между MOSFET и BJT?
ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ — MOSFET VS. BJT В чем разница между MOSFET и BJT?
27.02.2020 Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath
Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET) и биполярный переходный транзистор (BJT) — это два типа транзисторов, которые поставляются в различных корпусах, и тем, кто не знаком с электроникой, часто сложно решить, какой из них следует использовать. в своих проектах.
Связанные компании
Хотя и MOSFET, и BJT являются транзисторами, они работают по-разному и ведут себя по-разному.
(Источник: Юрий Захачевский)
Хотя и MOSFET, и BJT являются транзисторами, они работают по-разному и ведут себя по-разному, поэтому используются по-разному.
Что такое полевой МОП-транзистор?
Рисунок 1: Структура полевого МОП-транзистора.
(Источник: Electronic Tutorials)

Металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET) — это разновидность полевого транзистора (FET) , который состоит из трех выводов — затвора, истока и стока. В полевом МОП-транзисторе сток управляется напряжением на выводе затвора, поэтому полевой МОП-транзистор является устройством, управляемым напряжением. Напряжение, приложенное к затвору, определяет, сколько тока течет в сток. MOSFET доступны двух типов: « p-channel » и « n-channel ».Оба эти типа могут находиться в режиме увеличения или истощения (см. Рисунок 1). Это означает, что всего существует четыре различных типа полевых МОП-транзисторов.

В полевых МОП-транзисторах с каналом p-типа выводы истока и стока выполнены из полупроводника p-типа. Точно так же в n-канальных полевых МОП-транзисторах выводы истока и стока сделаны из полупроводника n-типа. Сам вывод затвора сделан из металла и отделяется от выводов истока и стока с помощью оксида металла. Такой уровень изоляции обеспечивает низкое энергопотребление и является основным преимуществом транзисторов этого типа.Часто полевые МОП-транзисторы используются в маломощных устройствах или в качестве строительных блоков для снижения энергопотребления.

Режим истощения: Когда напряжение на клемме затвора низкое, канал демонстрирует максимальную проводимость. Поскольку напряжение на зажимах затвора является положительным или отрицательным, проводимость канала снижается.

Режим улучшения: , когда напряжение на клемме затвора низкое, устройство не проводит ток, если на клемму затвора не подается большее напряжение.

Что такое BJT?

Биполярный переходной транзистор (BJT) — это устройство, управляемое током (в отличие от MOSFET, управляемое напряжением), которое, среди прочего, широко используется в качестве усилителя, генератора или переключателя.Биполярный транзистор имеет три контакта — базу, коллектор и эмиттер — и два перехода: p-переход и n-переход.

Существует два типа BJT — PNP и NPN . Каждый тип имеет большой коллекторный элемент и большой эмиттерный элемент, которые легированы одинаковым образом. Между этими структурами находится небольшой слой другого легирующего агента, называемого «основой». Ток течет в коллекторе PNP и выходит из эмиттера. В NPN полярность противоположная, и ток течет в эмиттере и выходит из коллектора.В любом случае направление тока в базе такое же, как и на коллекторе.

Рисунок 2: Принцип работы BJT.

(Источник: Electronic Tutorials)

По сути, работа BJT-транзистора определяется током на его базовом выводе. Например, небольшой базовый ток равен небольшому току коллектора. Выходной ток BJT всегда равен входному току, умноженному на коэффициент, известный как «усиление», обычно в 10-20 раз превышающий базовый ток.

MOSFET vs BJT: в чем разница?

Рисунок 3: Разница между BJT и MOSFET.

(Источник: Electronic Tutorials)

Между MOSFET и BJT есть много различий.

MOSFET (управляемый напряжением) представляет собой металлооксидный полупроводник, тогда как BJT (управляемый током) представляет собой транзистор с биполярным переходом.

Хотя у обоих по три клеммы, они отличаются.MOSFET имеет исток, сток и затвор, тогда как BJT имеет базу, эмиттер и коллектор.

MOSFET идеально подходят для приложений большой мощности, тогда как BJT чаще используются в приложениях с низким током.

BJT зависит от тока на его базовом выводе, тогда как MOSFET зависит от напряжения на электроде затвора с оксидной изоляцией.

Структура MOSFET по своей природе более сложна, чем структура BJT.

Что лучше?

И MOSFET, и BJT имеют уникальные характеристики, а также свои плюсы и минусы.К сожалению, мы не можем сказать, что «лучше», потому что вопрос очень субъективен. На этот вопрос нет однозначного и однозначного ответа.

При выборе того, что использовать в проекте, необходимо учитывать множество различных факторов, чтобы прийти к решению. К ним относятся уровень мощности , напряжение привода, эффективность, стоимость и скорость переключения, среди прочего — вот где действительно полезно знать ваш проект!

Как правило, полевой МОП-транзистор более эффективен в источниках питания.В устройстве с батарейным питанием, где нагрузка переменная, а источник питания ограничен, например, использование BJT было бы плохой идеей. Однако, если BJT используется для питания чего-то с предсказуемым потреблением тока (например, светодиодов), тогда это будет хорошо, потому что ток база-эмиттер может быть установлен на долю тока светодиода для повышения эффективности.

(ID: 46385462)

Основные обозначения выводов транзисторов

Биполярные транзисторы

Полевые транзисторы

Графические обозначения транзисторов на схемах

Биполярные транзисторы

Полевые транзисторы

Буквенно-цифровые обозначения транзисторов

Особенности обозначения полевых транзисторов

Транзисторы с управляющим p-n переходом

МОП-транзисторы

Важность правильного обозначения выводов

Различия в обозначениях для разных стран

Обозначение выводов в технической документации

Современные тенденции в обозначении транзисторов

Заключение

Обозначение выводов полевого транзистора

5.2. Полевые транзисторы с управляющим переходом

5.2.1. Конструкция полевых транзисторов с управляющим переходом

5.2.2. Принцип действия полевых транзисторов с управляющим переходом

5.3. Полевые транзисторы с изолированным затвором

5.3.1. Полевые транзисторы со встроенным каналом

5.3.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом

5.4. Режимы работы полевых транзисторов

5.4.1. Динамический режим работы транзистора

5.4.2. Ключевой режим работы транзистора

Радио для всех — Условные обозначения транзисторов

Глава 23. Полевые транзисторы . Введение в электронику

Полевые транзисторы. Виды и устройство. Применение и особенности

Разновидности

Существует множество разных видов полевых транзисторов, действующих со своими особенностями:

Кроме основной классификации «полевиков», имеется специальная классификация, имеющая принцип действия:

К нему предъявляются требования:

Напряжение в стоковой цепи имеет элементы:

Достоинствами такого применения прибора является:

Похожие темы:

10 Полевые транзисторы — СтудИзба

S=dIс/dUзи.

Как проверить полевой транзистор — ООО «УК Энерготехсервис»

Как проверить полевой транзистор: мосфет или полевик, мультиметром не выпаивая, с изолированным затвором на неисправность

Полевой транзистор — что это

Как работает

Какие случаются неисправности

Способы устранения

Инструкция по прозвонке без выпаивания

Правила безопасной работы

Проверка полевого транзистора на работоспособность

Как проверить полевой транзистор

Краткий курс: как проверить полевой транзистор мультиметром на исправность

Особенности конструкции, хранения и монтажа

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Как мультиметром проверить MOSFET

Как проверить полевой транзистор

ГОСТ 2.730-73 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые

2N547 Распиновка N-канального JFET, техническое описание, аналоги и характеристики

нажмите на картинку для увеличения

Конфигурация контактов

2N547 Эквиваленты

Простой способ идентификации контактов для электронных компонентов и ИС

Идентификация контактов транзисторов

Идентификация контактов нескольких доступных диодов

Идентификация контактов силовых электронных устройств

Идентификация контактов ИК-модулей

Идентификация контактов различных интегральных схем

Преимущества MOSFET перед BJT

TL; DR (слишком долго; не читал)

Обзор MOSFET и BJT

Bipolar Junction Transistor (BJT)

Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET)

Преимущества полевого МОП-транзистора

Транзисторы — учимся.sparkfun.com

Введение

рассматривается в этом учебном пособии

Рекомендуемая литература

Хотите изучить транзисторы?

метров проверки транзистора (JFET) | Переходные полевые транзисторы

Проверка целостности N-канального JFET

Стратегия тестирования JFET

Полевой транзистор с JFET-переходом, конструкция, символ, эксплуатация

Базовая конструкция.

Соглашения о полярности-JFET