Как найти напряжение отсечки

Напряжением
насыщения называют напряжение сток-исток,
начиная с которого ток стока практически
не увеличивается при увеличении
напряжения сток-исток при заданном
напряжении затвор-исток.

Напряжение
отсечки полевого транзистора — это
напряжение затвор-исток для транзисторов
с управляющим p-n переходом и транзисторов
с изолированным затвором со встроенным
каналом, при котором ток стока достигает
заданного значения.

42. Схемы включения пт: ои, ос, оз.

43. Статические характеристики пт с управляющем p-n-переходом.

Рассмотрим
вольтамперные характеристики полевых
транзисторов с р-n- переходом. Для этих
транзисторов представляют интерес два
вида вольтамперных характеристик:
стоковые и стоко — затворные.

Стоковые
(выходные) характеристики полевого
транзистора с р-n- переходом и каналом
n- типа показаны на рис. 3, а. Они отражают
зависимость тока стока от напряжения
Uси при фиксированном напряжении Uзи:
Ic = f(Uси) при Uзи = const.

Рисунок
3 – Вольтамперные характеристики
полевого транзистора с р-п- переходом
и каналом п- типа: а – стоковые (выходные);
б – стоко — затворная

Особенностью
полевого транзистора является то, что
на проводимость канала оказывает
влияние как управляющее напряжение
Uзи, так и напряжение Uси. При Uси = 0
выходной ток Iс = 0. При Uси> 0 (Uзи = 0)
через канал протекает ток Ic, в результате
чего создается падение напряжения,
возрастающее в направлении стока.
Суммарное падение напряжения участка
исток-сток равно Uси. Повышение напряжения
Uси вызывает увеличение падения
напряжения в канале и уменьшение его
сечения, а следовательно, уменьшение
проводимости канала. При некотором
напряжении Uси происходит сужение
канала, при котором границы обоих р-n-
переходов смыкаются и сопротивление
канала становится высоким. Такое
напряжение Uси называют напряжением
перекрытия или напряжением насыщения
Uси нас. При подаче на затвор обратного
напряжения Uзи происходит дополнительное
сужение канала, и его перекрытие
наступает при меньшем значении напряжения
Uси нас. В рабочем режиме используются
пологие (линейные) участки выходных
характеристик.

Стоко
— затворная характеристика полевого
транзистора показывает зависимость
тока Iс от напряжения Uзи при фиксированном
напряжении Uси: Ic = f(Uси) при Uси = const (рис.
3, б).

44. Статические параметры пт и расчет их по характеристикам.

Статическими
характеристиками полевого транзистора
с управляющим p-n-переходом являются:
управляющие и выходные характеристики.
Очень малая величина входного тока
(практически его отсутствие) в полевом
транзисторе исключает наличие входных
характеристик и характеристик обратного
действия.

1.
Управляющие (стокозатворные)
характеристики. Эти характеристики
показывают управляющее действие затвора
и представляют собой зависимость тока
стока от напряжения на затворе при
постоянстве напряжения стока:

На
рис. 4.5, а представлены управляющие
характеристики полевого транзистора
с каналом n-типа.

2.
Выходные (стоковые) характеристики.

Семейство
этих характеристик представляет собой
зависимость тока стока от напряжения
стока при неизменном напряжении на
затворе:

Вид
этих характеристик представлен на рис.
4.5, б.

Рис.
4.5. Статические характеристики полевого
транзистора с управляющим p-n-переходом
с каналом n-типа

С
увеличением

ток сначала растет довольно быстро,
но затем его рост замедляется и наступает
явление, напоминающее насыщение, хотя
с ростом

ток стока так же должен возрастать.
Это объясняется тем, что с ростом

возрастает обратное напряжение на
p-n-переходе и увеличивается ширина
запирающего слоя, а ширина канала
соответственно уменьшается. Это приводит
к увеличению его сопротивления и
уменьшению тока

. Таким образом, происходит два взаимно
противоположных влияния на ток, в
результате чего он остается почти
неизменным. Чем больше запирающее
напряжение подается на затвор, тем ниже
идет выходная характеристика. Повышение
напряжения стока, в конце концов, может
привести к электрическому пробою
p-n-перехода, и ток стока начинает
лавинообразно нарастать. Напряжение
пробоя является одним из предельных
параметров полевого транзистора.

Параметры
транзисторов можно определить по
статическим характеристикам, как
показано на рис. 5. Для рабочей точки А
(U’си, I’с, U’зи) крутизна и дифференциальное
сопротивление определяются следующими
выражениями:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА

Ток насыщения I_с0 в цепи стока транзистора, включённого по схеме с общим истоком, при затворе накоротко замкнутым с истоком (т. е. при U_з.и=0) — характерен лишь для полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

Ток стока в рабочей точке можно определить по следующей формуле [2]:

где U_отс — напряжение отсечки.

Уравнение (1) является приближенным для характеристики передачи любого полевого транзистора (особенно с малыми напряжениями отсечки).

Напряжение отсечки U_отс — один из основных параметров, характеризующих полевой транзистор. При напряжении на затворе, численно равном напряжению отсечки, практически полностью перекрывается канал полевого транзистора, и ток стока при этом стремится к нулю.

Крутизна проходной характеристики. Входное сопротивление полевых транзисторов со стороны управляющего электрода составляет 10 7 -10 9 Ом для транзисторов с p-n-переходом. Так как входные токи полевых транзисторов чрезвычайно малы, то управление током в выходной цепи осуществляется входным напряжением. Поэтому усилительные свойства полевого транзистора, как и электронных ламп, целесообразно характеризовать крутизной проходной характеристики.

Крутизна полевых транзисторов

Максимальное значение крутизны характеристики S_макс достигается при U_з.и=0. При этом численное значение S_макс равно проводимости канала полевого транзистора при нулевых смещениях на его электродах.

Крутизна характеристики полевых транзисторов на 1-2 порядка меньше, чем у биполярных транзисторов, поэтому при малых сопротивлениях нагрузки коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе меньше коэффициента усиления аналогичного каскада на биполярном транзисторе.

В большинстве случаев крутизну характеристики полевых транзисторов считают частотно-независимым параметром. Поэтому быстродействие электронных схем на полевых транзисторах ограничено в основном паразитными параметрами схемы.

Выражение для крутизны характеристики в рабочей точке ПТ получим, используя (1):

где U_з.и — напряжение затвор-исток, при котором вычисляется S;

Соотношение (3) позволяет по двум известным параметрам рассчитать третий.

Пробивное напряжение. Механизм пробоя полевого транзистора можно объяснить возникновением лавинного процесса в переходе затвор — канал. Обратное напряжение диода затвор — канал изменяется вдоль длины затвора, достигая максимального значения у стокового конца канала. Именно здесь происходит пробой полевого транзистора. Если выводы стока и истока поменять местами, то пробивное напряжение почти не изменится. Например, у транзистора КП102 пробой наступает при суммарном напряжении между затвором и стоком, равном 30 В. Это напряжение является минимальным; фактически напряжение пробоя составляет в среднем около 55 В, а у отдельных экземпляров достигает 120 В [7].

Пробой не приводит к выходу из строя ПТ с управляющим р-n-переходом, если при этом рассеиваемая мощность не превышает допустимой. После пробоя в нормальном рабочем режиме эти транзисторы восстанавливают свою работоспособность. Это свойство транзисторов с p-n-переходом даёт им известное преимущество перед МОП-транзисторами, у которых пробой однозначно приводит к выходу прибора из строя.

Однако необходимо оговориться, что и для ПТ с р-n-переходом пробой не всегда безвреден. Степень его влияния на параметры транзистора определяется значением и продолжительностью действия тока, протекающего при этом через затвор. Так, в результате пробоя может увеличиться ток утечки затвора в нормальном режиме [7].

Динамическое сопротивление канала r_к определяется выражением

Это сопротивление при U_с.и = 0 и произвольном смещении U_з.и можно выразить через параметры транзистора [2]:

При малом напряжении сток-исток вблизи начала координат ПТ ведёт себя как переменное омическое сопротивление, зависящее от напряжения на затворе. Это остаётся справедливым даже в случае изменения полярности напряжения стока (см. рис. 4); необходимо только, чтобы напряжение на затворе было больше, чем на стоке [5].

Зависимости сопротивления канала ПТ от напряжения на затворе

Минимальное значение сопротивления канала r_к0 наблюдается при U_з.и = 0: при увеличении обратного напряжения на затворе сопротивление канала нелинейно увеличивается (см. рис. 10). Значение r_к0 определяется по стоковой характеристике транзистора как тангенс угла наклона касательной к кривой I_с=f(U_с) при U_з.и = 0 в точке U_с.и=0.

Для приближенных расчётов имеет место простое соотношение

Источник

Полевые транзисторы: принцип действия, схемы, режимы работы и моделирование

Мы уже рассмотрели устройство биполярных транзисторов и их работу, теперь давайте узнаем о том, какие бывают полевые транзисторы. Полевые транзисторы очень распространены как в старой схемотехнике, так и в современной. Сейчас в большей степени используются приборы с изолированным затвором, о типах полевых транзисторов и их особенностях сегодня мы и поговорим. В статье я буду проводить сравнение с биполярными транзисторами, в отдельных местах.

Содержание статьи

Определение

Полевой транзистор – это полупроводниковый полностью управляемый ключ, управляемый электрическим полем. Это главное отличие с точки зрения практики от биполярных транзисторов, которые управляются током. Электрическое поле создается напряжением, приложенным к затвору относительно истока. Полярность управляющего напряжения зависит от типа канала транзистора. Здесь прослеживается хорошая аналогия с электронными вакуумными лампами.

Другое название полевых транзисторов – униполярные. «УНО» — значит один. В полевых транзисторах в зависимости от типа канала ток осуществляется только одним типом носителей дырками или электронами.

В биполярных транзисторах ток формировался из двух типов носителей зарядов – электронов и дырок, независимо от типа приборов. Полевые транзисторы в общем случае можно разделить на:

транзисторы с управляющим p-n-переходом;

транзисторы с изолированным затвором.

И те и другие могут быть n-канальными и p-канальными, к затвору первых нужно прикладывать положительное управляющее напряжение для открытия ключа, а для вторых – отрицательное относительно истока.

У всех типов полевых транзисторов есть три вывода (иногда 4, но редко, я встречал только на советских и он был соединен с корпусом).

1. Исток (источник носителей заряда, аналог эмиттера на биполярном).

2. Сток (приемник носителей заряда от истока, аналог коллектора биполярного транзистора).

3. Затвор (управляющий электрод, аналог сетки на лампах и базы на биполярных транзисторах).

Транзистор с управляющим pn-переходом

Транзистор состоит из таких областей:

На изображении вы видите схематическую структуру такого транзистора, выводы соединены с металлизированными участками затвора, истока и стока. На конкретной схеме (это p-канальный прибор) затвор – это n-слой, имеет меньше удельное сопротивление, чем область канала (p-слой), а область p-n-перехода в большей степени расположена в p-области по этой причине.

Условное графическое обозначение:

а – полевой транзистор n-типа, б – полевой транзистор p-типа

Чтобы легче было запомнить, вспомните обозначение диода, где стрелка указывает от p-области в n-область. Здесь также.

Первое состояние – приложим внешнее напряжение.

Если к такому транзистору приложить напряжение, к стоку плюс, а к истоку минус, через него потечет ток большой величины, он будет ограничен только сопротивлением канала, внешними сопротивлениями и внутренним сопротивлением источника питания. Можно провести аналогию с нормально-замкнутым ключом. Этот ток называется Iснач или начальный ток стока при Uзи=0.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, без приложенного управляющего напряжения к затвору является максимально открытым.

Напряжение к стоку и истоку прикладывается таким образом:

Через исток вводятся основные носители зарядов!

Это значит, что если транзистор p-канальный, то к истоку подключают положительный вывод источника питания, т.к. основными носителями являются дырки (положительные носители зарядов) – это так называемая дырочная проводимость. Если транзистор n-канальный к истоку подключают отрицательный вывод источника питания, т.к. в нем основными носителями заряда являются электроны (отрицательные носители зарядов).

Исток — источник основных носителей заряда.

Вот результаты моделирования такой ситуации. Слева расположен p-канальный, а справа n-канальный транзистор.

Второе состояние – подаём напряжение на затвор

При подаче положительного напряжения на затвор относительно истока (Uзи) для p-канального и отрицательное для n-канального, он смещается в обратном направлении, область p-n-перехода расширяется в сторону канала. В резльтате чего ширина канала уменьшается, ток снижается. Напряжение затвора, при котором ток через ключ перестает протекать называется, напряжением отсечки.

Ключ начинает закрываться.

Достигнуто напряжение отсечки, и ключ полностью закрыт. На картинке с результатами моделирования отображено такое состояние для p-канального (слева) и n-канального (справа) ключа. Кстати на английском языке такой транзистор называется JFET.

Режимы работы

Рабочий режим транзистора при напряжение Uзи либо нулевое, либо обратное. За счет обратного напряжения можно «прикрывать транзистор», используется в усилителях класса А и прочих схемах где нужно плавное регулирование.

Режим отсечки наступает, когда Uзи=Uотсечки для каждого транзистора оно своё, но в любом случае прикладывается в обратном направлении.

Характеристики, ВАХ

Выходной характеристикой называют график, на котором изображена зависимость тока стока от Uси (приложенного к выводам стока и истока), при различных напряжениях затвора.

Можно разбить на три области. Вначале (в левой части графика) мы видим омическую область – в этом промежутке транзистор ведет себя как резистор, ток возрастает почти линейно, доходя до определенного уровня, переходит в область насыщения (в центре графика).

В правой части график мы видим, что ток опять начинает расти, это область пробоя, здесь транзистор находиться не должен. Самая верхняя ветвь изображенная на рисунке – это ток при нулевом Uзи, мы видим, что ток здесь самый большой.

Чем больше напряжение Uзи, тем меньше ток стока. Каждая из ветвей отличается на 0.5 вольта на затворе. Что мы подтвердили моделированием.

Здесь изображена стоко-затворная характеристика, т.е. зависимость тока стока от напряжения на затворе при одинаковом напряжении стока-исток (в данном примере 10В), здесь шаг сетки также 0.5В, мы опять видим что чем ближе напряжение Uзи к 0, тем больший ток стока.

В биполярных транзисторах был такой параметр как коэффициент передачи тока или коэффициент усиления, он обозначался как B или H21э или Hfe. В полевых же для отображения способности усиливать напряжение используется крутизна обозначается буквой S

То есть крутизна показывает, насколько миллиАмпер (или Ампер) растёт ток стока при увеличении напряжения затвор-исток на количество Вольт при неизменяемом напряжении сток-исток. Её можно вычислить исходя из стоко-затворной характеристики, на приведенном выше примере крутизна равняется порядка 8 мА/В.

Схемы включения

Как и у биполярных транзисторов есть три типовых схемы включения:

1. С общим истоком (а). Используется чаще всех, даёт усиление по току и мощности.

2. С общим затвором (б). Редко используется, низкое входное сопротивления, усиления нет.

3. С общим стоком (в). Усиление по напряжению близко к 1, большое входное сопротивление, а выходное низкое. Другое название – истоковый повторитель.

Особенности, преимущества, недостатки

Главное преимущество полевого транзистора высокое входное сопротивление. Входное сопротивление это отношения тока к напряжению затвор-исток. Принцип действия лежит в управлении с помощью электрического поля, а оно образуется при приложении напряжения. То есть полевые транзисторы управляются напряжением.

Полевой транзистор практически не потребляет тока управления, это снижает потери управления, искажения сигнала, перегрузку по току источника сигнала…

В среднем частотные характеристики полевых транзисторов лучше, чем у биполярных, это связано с тем, что нужно меньше времени на «рассасывание» носителей заряда в областях биполярного транзистора. Некоторые современные биполярные транзисторы могут и превосходить полевые, это связано с использованием более совершенных технологий, уменьшения ширины базы и прочего.

Низкий уровень шумов у полевых транзисторов обусловлен отсутствием процесса инжекции зарядов, как у биполярных.

Стабильность при изменении температуры.

Малое потребление мощности в проводящем состоянии – больший КПД ваших устройств.

Простейший пример использования высокого входного сопротивление – это приборы согласователи для подключения электроакустических гитар с пьезозвукоснимателями и электрогитар с электромагнитными звукоснимателями к линейным входам с низким входным сопротивлением.

Низкое входное сопротивление может вызвать просадки входного сигнала, исказив его форму в разной степени в зависимости от частоты сигнала. Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Вот простейшая схема такого устройства. Подойдет для подключения электрогитар в линейный вход аудио-карты компьютера. С ней звук станет ярче, а тембр богаче.

Главным недостатком является то, что такие транзисторы боятся статики. Вы можете взять наэлектризованными руками элемент, и он тут же выйдет из строя, это и есть следствие управления ключом с помощью поля. С ними рекомендуют работать в диэлектрических перчатках, подключенным через специальный браслет к заземлению, низковольтным паяльником с изолированным жалом, а выводы транзистора можно обвязать проволокой, чтобы закоротить их на время монтажа.

Современные приборы практически не боятся этого, поскольку по входу в них могут быть встроены защитные устройства типа стабилитронов, которые срабатывают при превышении напряжения.

Иногда у начинающих радиолюбителей опасения доходят до абсурда, типа надевания на голову шапочек из фольги. Всё описанное выше хоть и является обязательным к исполнению, но не соблюдение каких либо условий не гарантирует выход из строя прибора.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Этот вид транзисторов активно используется в качестве полупроводниковых управляемых ключей. Причем работают они чаще всего именно в ключевом режиме (два положения «вкл» и «выкл»). У них есть несколько названий:

1. МДП-транзистор (метал-диэлектрик-полупроводник).

2. МОП-транзистор (метал-окисел-полупроводник).

3. MOSFET-транзистор (metal-oxide-semiconductor).

Запомните – это лишь вариации одного названия. Диэлектрик, или как его еще называют окисел, играет роль изолятора для затвора. На схеме ниже изолятор изображен между n-областью около затвора и затвором в виде белой зоны с точками. Он выполнен из диоксида кремния.

Диэлектрик исключает электрический контакт между электродом затвора и подложкой. В отличие от управляющего p-n-перехода он работает не на принципе расширения перехода и перекрытия канала, а на принципе изменения концентрации носителей заряда в полупроводнике под действием внешнего электрического поля. МОП-транзисторы бывают двух типов:

2. С индуцированным каналом

Транзисторы со встроенным каналом

На схеме вы видите транзистор с встроенным каналом. Из неё уже можно догадаться, что принцип его работы напоминает полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, т.е. когда напряжение затвора равно нулю – ток протекает через ключ.

Около истока и стока созданы две области с повышенным содержанием примесных носителей заряда (n+) с повышенной проводимостью. Подложкой называется основание P-типа (в данном случае).

Обратите внимание, что кристалл (подложка) соединена с истоком, на многих условных графических обозначениях он так и рисуется. При повышении напряжения на затворе в канале возникает поперечное электрическое поле, оно отталкивает носители зарядов (электроны) и канал закрывается при достижении порогового Uзи.

Режимы работы

При подаче отрицательного напряжения затвор-исток ток стока падает, транзистор начинает закрывать – это называется режим обеднения.

При подаче положительного напряжения на затвор-исток происходит обратный процесс – электроны притягиваются, ток возрастает. Это режим обогащения.

Всё вышесказанное справедливо для МОП-транзисторов со встроенным каналом N-типа. Если канал p-типа все слова «электроны» заменяются на «дырки», полярности напряжения изменяются на противоположные.

Моделирование

Транзистор со встроенным каналом n-типа с нулевым напряжением на затворе:

Подадим на затвор -1В. Ток снизился в 20 раз.

Согласно datasheet на этот транзистор пороговое напряжение затвор-исток у нас в районе одного вольта, а типовое его значение – 1.2 В, проверим это.

Ток стал в микроамперах. Если еще немного повысить напряжение, он исчезнет полностью.

Я выбрал транзистор наугад, и мне попался достаточно чувствительный прибор. Попробую изменить полярность напряжения, чтобы на затворе был положительный потенциал, проверим режим обогащения.

При напряжении на затворе 1В ток увеличился в четыре раза, по сравнению с тем, что был при 0В (первая картинка в этом разделе). Отсюда следует, что в отличие от предыдущего типа транзисторов и биполярных транзисторов он без дополнительной обвязки может работать как на повышение тока, так и на понижение. Это заявление весьма грубо, но в первом приближении имеет право на существование.

Характеристики

Здесь всё практически так же как и в транзисторе с управляющим переходом, за исключением наличия режима обогащения в выходной характеристике.

На стоко-затворной характеристике четко видно, что отрицательное напряжение вызывает режим обеднение и закрытие ключа, а положительное напряжение на затворе – обогащение и большее открытие ключа.

Транзисторы с индуцированным каналом

МОП-транзисторы с индуцированным каналом не проводят ток при отсутствии напряжения на затворе, вернее ток есть, но он крайне мал, т.к. это обратный ток между подложкой и высоколегированными участками стока и истока.

Полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом аналог нормально-разомкнутого ключа, ток не протекает.

При наличии напряжения затвор-исток, т.к. мы рассматриваем n-тип индуцируемого канала то напряжение положительное, под действием поля притягиваются отрицательные носители зарядов в область затвора.

Так появляется «коридор» для электронов от истока к стоку, таким образом, появляется канал, транзистор открывается, и ток через него начинает протекать. Подложка у нас p-типа, в ней основными являются положительные носители зарядов (дырки), отрицательных носителей крайне мало, но под действием поля они отрываются от своих атомов, и начинается их движение. Отсюда отсутствие проводимости при отсутствии напряжения.

Характеристики

Выходная характеристика в точности повторяет такую же у предыдущих разница заключается лишь в том, что напряжения Uзи становятся положительными.

Стоко-затворная характеристика показывает то же самое, отличия опять-таки в напряжениях на затворе.

При рассмотрении вольтамперных характеристик крайне важно внимательно смотреть на величины, прописанные по осям.

Моделирование

На ключ подали напряжение 12 В, а на затворе у нас 0. Ток через транзистор не протекает.

Добавим 1 вольт на затвор, но ток и не думал протекать…

Добавляя по одному вольту я обнаружил, что ток начинает расти с 4в.

Добавив еще 1 Вольт, ток резко возрос до 1.129 А.

В Datasheet указано пороговое напряжение открытия этого транзистора на участке от 2-х до 4-х вольт, а максимальное на затвор-истор от -20, до +20 В, дальнейшие приращения напряжения не дали результатов и на 20 вольтах (несколько миллиампер я не считаю, в данном случае).

Это значит, что транзистор полностью открыт, если бы его не было, ток в этой цепи составил бы 12/10=1.2 А. В дальнейшем я изучал как работает этот транзистор, и выяснил, что на 4-х вольтах он начинает открываться.

Добавляя по 0.1В, я заметил, что с каждой десятой вольта ток растёт всё больше и больше, и уже к 4.6 Вольта транзистор практически полностью открыт, разница с напряжением на затворе в 20В в токе стока всего лишь 41 мА, при 1.1 А – это чепуха.

Этот эксперимент отражает то, что транзистор с индуцированным каналом открывается только при достижении порогового напряжения, что позволяет ему отлично работать в качестве ключа в импульсных схемах. Собственно, IRF740 – один из наиболее распространенных в импульсных блоках питания.

Результаты измерений тока затвора показали, что действительно полевые транзисторы почти не потребляют управляющего тока. При напряжении в 4.6 вольта ток был, всего лишь, 888 нА (нано. ).

При напряжении в 20В он составлял 3.55 мкА (микро). У биполярного транзистора он был бы порядка 10 мА, в зависимости от коэффициента усиления, что в десятки тысяч раз больше чем у полевого.

Не все ключи открываются такими напряжениями, это связано с конструкцией и особенностями схемотехники устройств где они применяются.

Особенности использования ключей с изолированным затвором

Два проводника, а между ними диэлектрик – что это? Это транзистор, собственно затвор имеет паразитную ёмкость, она замедляет процесс переключения транзистора. Это называется плато Миллера, вообще этот вопрос достоин отдельного серьезного материала с точным моделированием, с применением другого софта (не проверял эту особенность в multisim).

Разряженная ёмкость в первый момент времени требует большого зарядного тока, да и редкие управляющие устройства (шим-контроллеры и микроконтроллеры) имеют сильные выходы, поэтому используют драйверы для полевых затворов, как в полевых транзисторах, так и в IGBT (биполярный с изолированным затвором). Это такой усилитель, который преобразует входной сигнал в выходной такой величины и силы тока, достаточный для включения и выключения транзистора. Ток заряда также ограничивается последовательно соединенным с затвором резистором.

При этом некоторые затворы могут управляться и с порта микроконтроллера через резистор (тот же IRF740). Эту тему мы затрагивали в цикле материалов об arduino.

Условные графические изображения

Они напоминают полевые транзисторы с управляющим затвором, но отличаются тем, что на УГО, как и в самом транзисторе, затвор отделен от подложки, а стрелка в центре указывает на тип канала, но направлена от подложки к каналу, если это n-канальный mosfet – в сторону затвора и наоборот.

Для ключей с индуцированным каналом:

Обратите внимание на англоязычные названия выводов, в datasheet’ах и на схемах часто указываются они.

Источник

Источник

Простой тестер полевых транзисторов –приставка к мультиметру

Основными статическими параметрами полевого транзистора с p-n-переходом на затворе являются начальный ток стока и напряжение отсечки. Начальный ток стока измеряется при нулевом напряжении смещения (Uз.и=0), т.е. при затворе накоротко замкнутым с истоком . Напряжение отсечки — это такое пороговое значение напряжения затвор-исток, по достижении которого ток через канал полевого транзистора уже не изменяется и практически равен нулю.

типовая ВАХ полевого транзистора

Эти параметры, точнее пределы их изменений, указываются в справочниках и даташитах. И именно их рекомендуемые значения для конкретного транзистора указывают в описании многих радиолюбительских конструкций. Но, несмотря на современные технологии производства, полевые транзисторы по прежнему имеют довольно большой разброс характеристик и зачастую требуют подбора по параметрам.

Популярные и широко распространённые нынче универсальные транзисторные тестеры (M-TEST и т.п.) не позволяют это сделать, т.к. показывают только напряжение затвор/исток при определённом (указанном там же на экране) токе стока.

Определить основные параметры полевых транзисторов с p-n-переходом на затворе, как n-канальных, так и p-канальных, поможет простой тестер, выполненный в виде приставки к высокоомному вольтметру (мультиметру). Он позволяет измерять с достаточной для радиолюбительской практики точностью начальный ток стока полевого транзистора и его напряжение отсечки. С его помощью можно не только отсортировать имеющиеся и выбрать транзисторы с требуемыми характеристиками, но и подобрать пару одинаковых по параметрам транзисторов.

Как видим схема тестера чрезвычайна проста и состоит всего из двух образцовых резисторов, кнопки и разъёмов подключения испытуемого транзистора, источника питания и высокоомного вольтметра. в качестве которого удобно применить современный цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов измерения. Напряжение питания должно в 1.5-2 раза превышать ожидаемое напряжение отсечки, для распространённых типов транзисторов, как правило, напряжение отсечки не превышает 6-7В, поэтому вполне достаточно 9-12В.

В исходном положении кнопка отжата и вольтметр показывает напряжение отсечки. Строго говоря, мы измеряем напряжение автосмещения на резисторе 100 кОм, величина которого для распространённых типов транзисторов может быть в переделах 1-7В, а ток стока при этом будет в соответственно в пределах 10—70 мкА. Такое упрощение в любительской практике вполне допустимо и вот почему.

Измерение истинного значения напряжения отсечки (при полном перекрытии канала) произвести довольно трудно, так как при этом приходится иметь дело с чрезвычайно малыми токами стока, к тому же зависящими от сопротивления изоляции. Поэтому производители в справочных данных на полевые транзисторы всегда указывают, при каком значении тока стока произведены измерения напряжения отсечки. У советских транзисторов , как правило, измерение напряжение отсечки производилось при токе стока 10 мкА. За рубежом не было единого стандарта и каждый производитель делал по своему: BF245, 2SK241, 2SK544, 2N5457 напряжение отсечки указано при токе 100 мкА, а вот у 2N5458 – при токе 200 мкА, 2N5459 даже 400 мкА! Как видим, нет особого смысла сильно упираться в какое-то конкретное значение тока стока и усложнять схему.

При нажатой кнопке вольтметр показывает падение напряжения на образцовом резисторе R2=10 Ом при протекании через него начального тока стока. Т.о. определяем начальный ток стока, который равен показаниям вольтметра, делённом на сопротивление R2=10 Ом, т.е. Iнач=Uизм/10. Тестер смонтирован на маленькой макетной плате.

Вид тестера — приставки

В качестве иллюстрации сказанного на фото показан пример испытаний транзистора BF410d при помощи M-TEST

Показания MTESTa

и реальное значения напряжения отсечки (3,2в) и начального тока стока (13.66 мА) того же транзистора BF410d, измеренные при помощи описываемого тестера.

Измерение напряжения отсечки

Измерение начального тока стока

Для тестирования маломощных полевых транзисторов с p-каналом (типа КП103, J175…J177) и т.п.)достаточно изменить полярность источника питания на противоположную

Беленецкий С.Э. US5MSQ февраль 2020г. г.Киев

Tags: измерения, Начинающему

Источник

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже.

Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Источник

Форум РадиоКот • Просмотр темы — Полевые транзисторы. Вопрос по поводу напряжения отсечки.

Сообщения без ответов | Активные темы

ПРЯМО СЕЙЧАС:

Автор	Сообщение
	Заголовок сообщения: Полевые транзисторы. Вопрос по поводу напряжения отсечки. Добавлено: Пн окт 31, 2016 15:24:26
Родился Зарегистрирован: Пн окт 10, 2016 11:36:26 Сообщений: 9 Откуда: Чернигов Рейтинг сообщения: 0	Как определить какое напряжение нужно для отпирания транзистора? По документации не могу найти по каким параметрам это выщитать. И еще, не могу понять почему после размыкания цепи отпирания, транзистор остается открыт? (можна это исправить или это нерабочий транзистор?) Нужно найти полевик с напряжением отсечки 2-3 В для тока 15-20 А
Вернуться наверх	Профиль

Реклама

mickbell

Заголовок сообщения: Re: Полевые транзисторы. Вопрос по поводу напряжения отсечки

Добавлено: Пн окт 31, 2016 15:35:25

Друг Кота

Карма: 110

Рейтинг сообщений: 3830

Зарегистрирован: Пт мар 30, 2012 05:17:29
Сообщений: 12414
Откуда: Екатеринбург

Рейтинг сообщения: 0

Madhatter_462 писал(а):

Как определить какое напряжение нужно для отпирания транзистора?

Прочитать в даташите. :)))

Madhatter_462 писал(а):

По документации не могу найти по каким параметрам это выщитать.

Возьмём конкретный пример: IRLZ44. Смотрим его и видим параметр: Vgs(th) Gate Threshold Voltage от 1 до 2 V.

Madhatter_462 писал(а):

И еще, не могу понять почему после размыкания цепи отпирания, транзистор остается открыт? (можна это исправить или это нерабочий транзистор?)

Затвор никуда не подключен? Так не делается. Затворная ёмкость заряжена, вот он и не закрывается. Надо затвор тянуть вниз, чтобы закрыть мосфет.

Madhatter_462 писал(а):

Нужно найти полевик с напряжением отсечки 2-3 В для тока 15-20 А

Упомянутый IRLZ7344 устроит?

_________________
ВНИМАНИЕ! Я часто редактирую свои сообщения, поэтому перед ответом мне советую обновить страницу.
За перенос модераторами в МЯВУ тем с моими сообщениями я ответственности не несу.
«Йухан, Тор! Вы — на бой!» (Reverse)

Вернуться наверх

Реклама

agn

Заголовок сообщения: Re: Полевые транзисторы. Вопрос по поводу напряжения отсечки

Добавлено: Пн окт 31, 2016 15:40:28

Потрогал лапой паяльник

Карма: 14

Рейтинг сообщений: 82

Зарегистрирован: Чт май 08, 2008 19:22:29
Сообщений: 321
Откуда: СПБ

Рейтинг сообщения: 0

Вы крайне неточно сформулировали вопрос. И в терминах путаетесь.
Ток указали, 15-20 А, про напряжение забыли.

Касательно транзистора, смотрите в сторону полевых транзисторов с логическими уровнями управления (N-LogL). В обозначениях таких, как правило, присутствует буква L, хотя это не обязательно. Эти транзисторы уверенно открываются при напряжении на затворе в 2-3 Вольта.
IRL540NPBF, например и очень много других.

Касательно того, что транзистор остается открытым после снятия управляющего напряжения. Впаяйте резистор между затвором и истоком. Номинал не критичен, 10 КОм, например. И будет Вам счастье.

Вернуться наверх

Madhatter_462	Заголовок сообщения: Re: Полевые транзисторы. Вопрос по поводу напряжения отсечки Добавлено: Ср ноя 02, 2016 19:35:26
Зарегистрирован: Пн окт 10, 2016 11:36:26 Сообщений: 9 Откуда: Чернигов Рейтинг сообщения: 0	agn писал(а): Ток указали, 15-20 А, про напряжение забыли Напряжение тоже самое 2-4 В. И еще, резистор был на 10Ком но транзистор не закрывался.
Вернуться наверх

Реклама
	ИБП MEAN WELL серии DRC-180 на DIN-рейку – новое решение для пожарно-охранных систем Компания MEAN WELL расширила семейство DRC-40/60/100 – недорогих ИБП (UPS) 2-в-1 (ИП и контроллер заряда/разряда АКБ в одном корпусе) с креплением на DIN-рейку. Теперь доступны модели мощностью 180 Вт новой серии DRC-180. Источник питания DRC-180 предназначен для создания систем бесперебойного питания с внешней АКБ и может использоваться в охранно-пожарных системах, системах аварийной сигнализации, контроля доступа и в других приложениях, где требуется простая, недорогая и в то же время качественная система бесперебойного питания соответствующей мощности. Подробнее>>

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 15

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения