Управление нагрузкой одной кнопкой на полевом транзисторе: схема и принцип работы

Как работает схема включения и выключения нагрузки одной кнопкой без фиксации. Какие компоненты используются в схеме на полевом транзисторе. Каковы преимущества такого способа управления нагрузкой.

Принцип работы схемы включения/выключения одной кнопкой

Схема управления нагрузкой одной кнопкой без фиксации позволяет включать и выключать устройство простым нажатием. Ключевые особенности такой схемы:

• Используется одна кнопка без фиксации
• Первое нажатие включает нагрузку
• Повторное нажатие выключает нагрузку
• В качестве ключевого элемента применяется полевой транзистор
• Схема не потребляет ток в выключенном состоянии

Как работает эта схема? При первом нажатии кнопки заряжается конденсатор, который открывает полевой транзистор и включает нагрузку. При повторном нажатии транзистор закрывается и нагрузка отключается.

Компоненты схемы на полевом транзисторе

Основные элементы схемы включения/выключения одной кнопкой:

• Полевой MOSFET-транзистор (например, IRF3205)
• Биполярный PNP-транзистор (например, BC557)
• Кнопка без фиксации
• Конденсатор (1-10 мкФ)
• Резисторы (10-100 кОм)
• Нагрузка (реле, светодиод и т.п.)

Полевой транзистор выполняет роль ключа, управляющего нагрузкой. Биполярный транзистор обеспечивает фиксацию состояния. Конденсатор и резисторы формируют цепь управления.

Преимущества управления нагрузкой одной кнопкой

Использование схемы на полевом транзисторе для включения/выключения одной кнопкой имеет ряд достоинств:

• Простота управления — достаточно одной кнопки
• Отсутствие потребления тока в выключенном состоянии
• Высокая надежность и долговечность
• Возможность управления нагрузкой большой мощности
• Низкая стоимость компонентов
• Компактные размеры схемы

Такой способ управления удобен в портативных устройствах с батарейным питанием, а также в бытовой технике, осветительных приборах и других применениях.

Принципиальная схема включения/выключения одной кнопкой

Рассмотрим типовую схему управления нагрузкой на полевом транзисторе:

«`text VCC | R1 | ——|—— | | | | / | S1 / R2 | / | | / |—-+—-| G |/ | | | C1 VT2 | | D | | |———| | S | | R3 | | VT1 LOAD | | GND GND S1 — кнопка без фиксации VT1 — BC557 (PNP) VT2 — IRF3205 (N-канальный MOSFET) C1 — 1-10 мкФ R1, R2 — 10-100 кОм R3 — сопротивление нагрузки «`

В данной схеме кнопка S1 управляет зарядом конденсатора C1. При первом нажатии C1 заряжается и открывает полевой транзистор VT2, включая нагрузку. Биполярный транзистор VT1 обеспечивает удержание состояния. При повторном нажатии схема возвращается в исходное состояние.

Как работает полевой транзистор в схеме?

Полевой транзистор в схеме включения/выключения одной кнопкой выполняет роль ключевого элемента. Его основные функции:

• Управление протеканием тока через нагрузку
• Обеспечение низкого сопротивления в открытом состоянии
• Высокое сопротивление в закрытом состоянии
• Возможность коммутации больших токов

При подаче положительного напряжения на затвор полевой транзистор открывается, обеспечивая протекание тока через нагрузку. При снятии напряжения с затвора транзистор закрывается, отключая нагрузку.

Выбор компонентов для схемы

При подборе элементов для схемы включения/выключения одной кнопкой следует учитывать:

• Максимальный ток нагрузки — от него зависит выбор полевого транзистора
• Напряжение питания — влияет на выбор номиналов резисторов
• Требуемое быстродействие — определяет емкость конденсатора
• Тип нагрузки (активная, индуктивная) — может потребовать дополнительных элементов защиты

Правильный подбор компонентов обеспечит надежную работу схемы в заданном диапазоне нагрузок и условий эксплуатации.

Применение схемы в различных устройствах

Схема включения/выключения одной кнопкой на полевом транзисторе находит широкое применение в различных областях:

• Портативная электроника (фонарики, power bank)
• Бытовая техника (чайники, обогреватели)
• Осветительные приборы
• Автомобильная электроника
• Промышленная автоматика

Простота и надежность делают эту схему популярной как среди любителей, так и в профессиональных разработках. Она позволяет создавать удобные интерфейсы управления для пользователей.

Модификации базовой схемы

Базовую схему включения/выключения одной кнопкой можно модифицировать для расширения функциональности:

• Добавление светодиодной индикации состояния
• Использование микроконтроллера для управления
• Реализация функции димминга (регулировки яркости)
• Добавление таймера автоматического отключения
• Управление несколькими нагрузками одной кнопкой

Эти модификации позволяют адаптировать схему под конкретные задачи и требования пользователей, сохраняя при этом простоту управления одной кнопкой.

Включение и выключение одной кнопкой без фиксации своими руками. Схема на транзисторах

Главная » Бытовая электроника » Включение и выключение одной кнопкой без фиксации своими руками. Схема на транзисторах

Эта схема позволяет включать и выключать устройства с помощью одной кнопки без фиксации. Первое нажатие на кнопку включает нагрузку, второе нажатие отключает ее. В качестве нагрузки можно использовать, например, реле.

Как правило, большинство подобных схем собраны на таймере NE555, но у них есть один существенный недостаток — потребление тока в выключенном состоянии.

Сегодня мы рассмотрим простую схему на двух транзисторах, позволяющую одной кнопкой без фиксации включать и выключать какую-либо нагрузку. Такая схема в выключенном состоянии совсем не потребляет ток, так как оба транзистора закрыты. Следовательно, она подходит для совместной работы с аккумулятором.

Принцип работы однокнопочного выключателя прост: в выключенном состоянии конденсатор C1 заряжается через нагрузку и резистор R2. После нажатия кнопки SA1 (без фиксации) напряжение с конденсатора C1 подается на затвор MOSFET-транзистора VT2 (IRF3205), он в свою очередь открывается и подает питание на нагрузку. В то же время транзистор VT1 (BC557) открывается через резистор R1 и далее поддерживает положительное напряжение на затворе VT2. Конденсатор C1 разряжается через резистор R2 и транзистор VT1.

При повторном нажатии кнопки SA1 затвор транзистора VT2 разряжается в C1 (емкость C1 намного выше, чем у затвора). Это приводит к закрытию транзистора VT2, а затем и VT1. Сопротивление резистора R3 поддерживает напряжение на затворе на уровне 0 В, и цепь остается в выключенном состоянии до следующего нажатия кнопки SA1.

Работа схемы в Proteus (13,3 KiB, скачано: 84)

В качестве ключа был выбран MOSFET-транзистор N-типа (VT2 ), поскольку у него малые потери и в состоянии ожидания его затвор не потребляет ток. Здесь можно использовать практически любой низковольтный MOSFET-транзистор с напряжением U_DS около 20-55 В. Чем меньше у такого транзистора сопротивление в открытом состоянии, тем лучше. Также можно использовать MOSFET-транзистор с материнской платы ПК.

Транзистор VT1 — это любой биполярный PNP транзистор, например BC327, BC557 или 2SA733.

Максимальное коммутируемое напряжение ограничивается в основном максимальным напряжением U_DS транзистора VТ2, а максимальный ток — его допустимыми потерями. Минимальное коммутируемое напряжение зависит от минимального напряжения, при котором VТ2 полностью открывается. В MOSFET LOGIC это напряжение более низкое.

В случае управления индуктивной нагрузкой к выходу встречно-параллельно подключите диод. Если нагрузка имеет небольшой ток потребления или собственный выключатель, подключите параллельное сопротивление около 100 кОм.

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

 

Скачать рисунок печатной платы (6,6 KiB, скачано: 702)

Инвертор 12 В/ 220 В

Инвертор с чистой синусоидой, может обеспечивать питание переменно.

..

Подробнее

Categories Бытовая электроника

Отправить сообщение об ошибке.

САМАЯ ПРОСТАЯ СХЕМА Включения / Выключения одной Нефиксируемой кнопкой любой нагрузки: whatiswhat1 — LiveJournal

January 5 2022, 08:05

Category:

• Техника
• Cancel

Электронная схема импульсного реле с одной кнопкой

Это просто парадокс и загадка, почему самые простые и надежные схемы замалчиваются и скрываются, а сложные и ненадежные решения массово внедряются в головы зрителей и читателей.

Выключатор на одной не фиксируемой кнопке можно создавать долго и нудно, можно простенько на релюшечке, а можно и еще проще всего на одной даталюхе с тремя ногами.

НАЧНЕМ ПО ПОРЯДКУ

Просто и надежно без были и дребезга можно включать и выключать нагрузку с помощью всего одной не фиксируемой кнопки по разному…
Если простые и «тупые» однокнопочные схемы вам порядком поднадоели, предложу «простецкое решение» с использованием микроконтроллеров и программ

Однокнопочное решение с ЧИПАМИ и Прошивками

Автор данного решения не особо позаботился о токах питания транзистора управляющего реле, но не забыл воткнуть диод параллельно обмотке «для защиты от индукции!». Вот только защита хреновая получится без резистора гасящего импульс тока (классика учебников схемотехники).

Ну так ладно оставим процессоры и контроллеры в покое и побалуемся чипами типа NE555 с транзисторами…

Однокнопочное решение на микросхеме 555

Тута конечно все просто — Мощный полевик под управлением таймера 555 в каскодной цепи с Мощным биполярным транзистором.

Забавно — нафига ставить два транзистора там где одному мало места ?
В добавок эта схема перестает быть универсальной и работает только в небольшом диапазоне постоянных напряжений.

ДОЛОЙ МИКРОСХЕМЫ ! ВСЁ ДОЛЖНО БЫТЬ ПРОЩЕ !

Давайте взглянем «в глаза» схемам однотипным и часто перерисовываемым из листочка описания всего одного чипа (двойной полевик) используемого в схемотехнике

Однокнопочное решение на паре инвертирующих триодов

Если вас смущают такие триоды с инверсией — покажу проще

Однокнопочное решение на паре полевых транзисторов

Именно эту схему вы чаще всего встретите в «листочке ****» — листе описания полупроводникового прибора IRF7319

Сравните с перерисовкой

Однокнопочное решение на паре полевых транзисторов

УЧТИТЕ! Эта схема не годится ни для емкостных ни для индуктивных нагрузок ! Автор срисования просто не учел, что силовой полевик в этой схеме просто не станет включаться и выключаться без активной нагрузки (хотя бы резистор на выходе).

Катим дальше! Что есть у нас в запасе простецкого …

Чего то сложновато . ….

А може по проще можно ? К примеру вот на тиристоре ….

А что? Хорошая такая схема…. правда не очень стабильная (как мне показалось) её можно вот такой заменить

Однокнопочное решение на тиристоре и реле

Но и тут лишние детали ! Вот тиристор к примеру, Зачем он тут, если все можно сделать проще

Однокнопочное решение на реле РПС32А

Одна релюшка и две деталюшка — вот и схема реальная и почти универсальная . Правда реле эти старинные военные все реже встречаются и не покупаются, хотя до сих пор в боевых вертолетах используются.

А НЕУЖЕЛИ ДО СИХ ПОР НЕ СДЕЛАЛИ ВСЁ ЭТО В ОДНОЙ ДЕТАЛИ?

https://youtu.be/rM0FJRHBN7U

Ведь все так просто и банально — Симистор с микрочипом внутри и ничего лишнего.
Чтобы сделать управление одной только кнопкой — Бери одну деталь, ставь и наслаждайся результатом. Быстро просто надежно.

Ну никто ведь в наше время не собирает схему стабилизатора из дискретных элементов, а использует КРЕНки или ЛМки в одной детали.

Кажется мне, что искусство схемотехники как раз и состоит в том, чтобы использовать достижения заводских разработок, а не выдумывать диоды из чумазого паяльника , пытаясь их приспособить в дело. Да , это увлекательно, но не имеет отношения к делу, точнее к настоящим практичным самоделкам.

вкл выкл одной кнопкойвыключательсамая простая схема включенияэлектроникаэлектронная схема имульсного реле

FET: полевой транзистор с примерами

Содержание

1

Знакомство с полевыми транзисторами

рабочий транзистор, состоит из трех выводов (подобно вакуумным лампам), в которых ток управляется с помощью электрического поля. Другими словами, основной ток (между истоком и стоком) полевого транзистора (полевого транзистора) управляется за счет эффекта электрического поля, вызванного напряжением, подаваемым между истоком и затвором. Вот почему это называется эффектом поля.

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

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

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

Источник

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

Слив

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

Затвор

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

Канал

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

Строительство и эксплуатация FET:

На рисунке 5.1 изображена конструкция полевого транзистора (полевой транзистор) и его символы. С конструктивной точки зрения это N или P каналы, как видно из символов. Материал N-типа диффундирует в изолирующую полупроводниковую область или подложку P-типа, благодаря чему формируется относительно узкий канал. После этого между истоком и стоком образуется затвор из P-материала. Конструкция полевого транзистора зависит от большинства носителей. Согласно диаграмме электроны действуют как основной носитель между истоком и стоком, поэтому ток показан стрелкой на диаграмме 5. 2

Рисунок 5.1

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

Рисунок 5.2

N-канальный полевой транзистор

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

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

рисунок 5.4

На рисунке (b) было объяснено, что этот конкретный полевой транзистор (полевой транзистор) проводит ток при прохождении тока около 8 миллиампер через его канал N, когда значение V _GS равно нулю. Однако если значение V _GS изменить на -4 вольта, I _D уменьшается до 2 мА. Изменения в D _s имеют незначительное влияние на эти текущие величины. Как эти напряжения, подаваемые на затвор G, контролируют количество тока I _D , проходящего через R _L (без передачи какого-либо тока от G). Он был разработан ниже. На рисунке 5.6 показано, что при увеличении обратного смещения увеличивается ширина области обеднения. В отсутствие смещения, кроме ряда (+) дырок, обнаруживается также некоторое количество (-) электронов. Когда подается очень низкое обратное смещение (рисунок b), все дырки движутся в сторону P, а все электроны — в сторону N. Таким образом, между P и N образуется небольшая обедненная область, через которую ток проводит/проходит. Когда обратное смещение увеличивается (рисунок c), электроны очень быстро текут от N к положительной клемме батареи. Электроны, испускаемые с отрицательной клеммы аккумулятора, объединяются с дырками после входа в область P. Таким образом, ширина непроводящей области или обедненной области увеличивается.

 

Рисунок 5.6

P-канальный полевой транзистор

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

рис. 5.7

Сравнение полевых транзисторов и биполярных транзисторов

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

Типы полевых транзисторов

Существует два типа полевых транзисторов

1). Полевой транзистор (JFET)

2). Metal Oxide Semiconductor Field Effect (MOSFET)

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

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

2). Enhancement only MOSFET или только E MOSFET

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

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

Ссылка на мой канал YouTube

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

Что такое полевой транзистор (полевой транзистор)?

Полевой транзистор (FET) представляет собой тип транзистора, который использует электрическое поле для управления током, протекающим через полупроводниковый канал. Полевые транзисторы широко используются в электронных схемах из-за их высокого входного сопротивления, низкого выходного сопротивления и высокого коэффициента усиления.

Как работает полевой транзистор (FET)?

Полевые транзисторы имеют три вывода: исток (S), сток (D) и затвор (G). Когда мы подаем напряжение на затвор, создается электрическое поле, которое либо притягивает, либо отталкивает носители заряда (электроны или дырки) в области канала. Притягиваются или отталкиваются носители заряда, зависит от полярности напряжения. Процесс подачи напряжения на затвор полевого транзистора управляет проводимостью канала и протеканием тока между выводами истока и стока.

Изображение MOSFET, подтипа FET. | Изображение: Shutterstock

Еще от этого экспертаЧто такое электрический заряд?

 

Характеристики полевого транзистора 

Устройство, управляемое напряжением

Полевой транзистор – это устройство, управляемое напряжением. Это означает, что его выходной ток контролируется напряжением, которое мы подаем на его клемму затвора.

 

Высокое входное сопротивление

Полевые транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление, что означает, что они не нагружают источник сигнала и могут использоваться в качестве буферных усилителей. Использование полевых транзисторов в качестве буферных усилителей может помочь предотвратить искажение сигнала и улучшить общее качество выходного сигнала схемы. Кроме того, полевые транзисторы энергоэффективны, что делает их привлекательным выбором для устройств с батарейным питанием.

 

Униполярное устройство

Полевые транзисторы являются униполярными устройствами, что означает, что они используют только один тип носителей заряда (электроны или дырки) для управления протеканием тока. Альтернативой монополярному устройству является биполярное устройство. В отличие от однополярного устройства, такого как полевой транзистор, биполярное устройство, такое как транзистор с биполярным переходом (BJT), использует как электроны, так и дырки для управления током. Биполярные устройства имеют высокий коэффициент усиления по току и могут работать с более высокими уровнями мощности, что делает их подходящими для приложений с усилением мощности.

 

3 клеммы

Исток, сток и затвор — это три клеммы полевого транзистора. Исток и сток подключены к каналу, а затвор управляет протеканием тока через канал.

Связанные материалы Объяснение NMOS-транзисторов и PMOS-транзисторов

 

Проводимость канала

Мы можем контролировать проводимость канала в полевом транзисторе с помощью напряжения, подаваемого на затвор. В n-канальном полевом транзисторе положительное напряжение, приложенное к затвору, будет притягивать электроны к каналу и повышать его проводимость. В p-канальном полевом транзисторе отрицательное напряжение, приложенное к затвору, будет притягивать дырки к каналу и повышать его проводимость.

Произошла ошибка.

Невозможно выполнить JavaScript. Попробуйте посмотреть это видео на сайте www.youtube.com или включите JavaScript, если он отключен в вашем браузере.

Введение в полевые транзисторы (FET). | Видео: Neso Academy

 

Типы полевых транзисторов 

Соединительный полевой транзистор (JFET)

В JFET канал состоит из полупроводникового материала и имеет две области на каждом конце. Они известны как клеммы источника и стока. Ворота представляют собой PN-переход, который формируется перпендикулярно каналу. Клемма затвора смещена в обратном направлении. Это создает область истощения, которая контролирует ширину канала. Когда мы подаем напряжение на затвор, обедненная область расширяется, тем самым уменьшая ширину канала и ток, протекающий через него.

 

Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET)

Подобно JFET, в MOSFET канал также образован полупроводниковым материалом и имеет две области на каждом конце, известные как клеммы истока и стока. Однако в МОП-транзисторах затвор отделен от канала тонким изолирующим слоем, который обычно состоит из диоксида кремния. Как только на затвор подается напряжение, создается электрическое поле, которое притягивает или отталкивает носители заряда в канале в зависимости от полярности напряжения. Этот процесс управляет шириной канала и протеканием тока между выводами истока и стока.

МОП-транзисторы можно разделить на два подтипа: МОП-транзисторы с режимом улучшения и с режимом истощения.

 

Полевые МОП-транзисторы в расширенном режиме

В полевых МОП-транзисторах в расширенном режиме канал обычно закрыт, и для его включения необходимо подать положительное напряжение на затвор.

 

МОП-транзисторы с режимом истощения

В МОП-транзисторах с режимом истощения канал обычно включен, и для его выключения необходимо подать отрицательное напряжение на затвор.

 

Преимущества использования полевых транзисторов 

Полевые транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с транзисторами других типов, что делает их популярными в различных электронных приложениях.

• Высокий входной импеданс : Полевые транзисторы имеют очень высокий входной импеданс, что означает, что мы можем использовать их для буферизации и усиления сигналов, не загружая источник сигнала. В результате полевые транзисторы идеально подходят для использования в предусилителях, смесителях и других схемах обработки сигналов.
• Низкий уровень шума : Полевые транзисторы имеют низкий уровень шума, что означает, что мы можем использовать их в малошумящих усилителях и других приложениях, где шум является проблемой.
• Низкое энергопотребление : Для работы полевых транзисторов требуется очень мало энергии, поэтому они идеально подходят для устройств с батарейным питанием и других приложений с низким энергопотреблением.
• Высокая скорость переключения : Полевые транзисторы имеют очень высокую скорость переключения, что делает их идеальными для использования в цифровых схемах, импульсных источниках питания и других высокочастотных устройствах.
• Температурная стабильность : Полевые транзисторы обладают превосходной температурной стабильностью, что означает, что их характеристики остаются стабильными в широком диапазоне температур.
• Способность работать с высоким напряжением : Полевые транзисторы могут работать с высоким напряжением, что делает их подходящими для использования в высоковольтных цепях, таких как усилители мощности и источники питания.

Еще из словаря Built In Tech Что такое ЭМИ?

 

Недостатки использования полевого транзистора 

Несмотря на свои преимущества, полевые транзисторы имеют некоторые недостатки, которые следует учитывать при проектировании электронных схем.

• Чувствительность к статическому электричеству : Полевые транзисторы чувствительны к статическому электричеству, которое может повредить устройство при обращении или сборке.
• Высокая входная емкость : Полевые транзисторы имеют высокую входную емкость, что может ограничивать их полосу пропускания и скорость в определенных приложениях, таких как высокочастотные усилители или схемы, где входная емкость полевых транзисторов может ограничивать полосу пропускания схемы.
• Температурная зависимость : хотя полевые транзисторы обладают хорошей температурной стабильностью, на их характеристики все же могут влиять изменения температуры, особенно в приложениях с большой мощностью, таких как источники питания, где полевые транзисторы подвергаются высоким уровням тока и рассеиваемой мощности.