Tranzistorji s efektom polja so aktivni polprevodniški elementi, v katerih se izhodni tok uravnava s spremembo električnega polja. V navadnih, bipolarni tranzistorji nadzor poteka preko vhodnega toka. Tranzistorji poljskega učinka se imenujejo tudi enopolni, ker v procesu prehoda električni tok Vključena je le ena vrsta medijev. Obstajata dve vrsti poljskih tranzistorjev: z izoliranimi vrati (po drugi strani sta razdeljeni na naprave z vgrajenim in indukcijskim kanalom) in z nadzorovanim prehodom.
Opis in parametri
Terenski tranzistorji so sestavljeni iz vira (vir nosilcev toka), vrat (krmilna elektroda), odtoka (elektroda, v katero tečejo nosilci). Vrata so pin polprevodniške naprave na polju, na katero je priključena krmilna napetost. Vir je elektroda, ki je zasnovana za prenos na tranzistor iz naprave za napajanje za nosilce naboja. Odtok je izhod naprave, skozi katero napajanje zapusti tranzistor. Tranzistorski kanal s efektom polja je območje polprevodniške naprave, v kateri se premikajo nosilci naboja. Takšni kanali prihajajo z elektronsko in luknjasto prevodnostjo. Tranzistorji s efektom polja imajo naslednje osnovne parametre:
- vhodni upor je razmerje med prirastkom potencialne razlike "gate - source" in prirastkom toka v vratih;
- izklopna napetost;
- notranji (izhodni) odpornost elementa - razmerje prirastka potencialne razlike "odtočni vir" do povečanja toka v viru pri dani vrednosti napetostnega "vira - vira";
- strmina odtočne karakteristike - razmerje med prirastkom toka v odtoku in povečanjem potencialno-diferencialnega "vhodnega vira" pri konstantni vrednosti napetostnega "odtočnega vira".
Ključni način delovanja tranzistorja
Ključno je razmisliti o takšnem načinu delovanja polprevodniške naprave, pri kateri je tranzistor popolnoma odprt ali popolnoma zaprt, ni vmesnih stanj. Moč, ki se sprosti v elementu (statični način), je enaka zmnožku toka, ki teče skozi elektrode odvodnega vira, in potencialno razliko med temi kontakti. Pri polnem odprtju (zasičenju) tranzistorja s efektom polja, se vrednost upora med elektrodami odtočnega vira približuje ničli. Vrednost izgube moči v tem stanju je rezultat nič za jakost toka, zato je tudi moč nič. V popolnem načinu zapiranja naprave (način izklopa) je upor med kontaktoma iztočnega vira nagnjen k neskončnosti. Vrednost izgube moči v tem stanju je rezultat vrednosti napetosti za nič, zato je moč spet nič. To je v teoriji, toda v praksi, ko je polprevodniški tranzistor s poljem v popolnoma odprtem stanju, je v napravi majhna odpornost odtočnega vira. V zaprtem stanju skozi elektrode "odtočni vir" tečejo zanemarljivi tokovi. Posledično vrednost izgube moči ni nič, ampak je zanemarljiva. V dinamičnem (prehodnem) načinu obratovalna točka tranzistorja seka linearno območje, katerega trenutna vrednost je polovica največje vrednosti toka odtoka; vrednost potencialne potenciala tudi doseže polovico največje napetosti. Izkazalo se je, da tranzistor v prehodnem načinu ustvarja veliko izgubo moči. Toda trajanje tega procesa je veliko krajše od trajanja statičnega načina. V skladu s tem je učinkovitost kaskade tranzistorja s efektom polja v ključnem načinu zelo visoka - 93/98 odstotkov. Instrumenti, ki delujejo v ključnem načinu, se pogosto uporabljajo v pretvornikih moči, impulznih virih, v izhodnih fazah oddajnikov.
Pregled FET
Diagnostika terenskih naprav je precej osnovna, potrebujete standardni multimeter. Za preverjanje tipa N-kanal je nastavljen tranzistor poljskega učinka merilno napravo v načinu izbiranja. Črna sonda se dotakne substrata tranzistorja (odtok), rdeča - vir. Naprava bo pokazala padec napetosti (okoli 500 mV), kar pomeni, da je tranzistor zaprt. Po tem se dotaknemo rdeče merilne palice in se ponovno vrnemo k viru, zdaj pa bo multimeter pokazal 0 mV, kar pomeni, da je tranzistor odprt. Če se črna sonda dotakne vrat in se spet vrne v odtok, se bo tranzistor ponovno zaprl. Preverjanje je končano, izdelek je v dobrem stanju. Za preverjanje poljske naprave P-kanala obrnite polariteto napetosti.