Схемы на полевых транзисторах.
Схемы включения транзистора полевого
Полевые транзисторы
Ключи на полевых транзисторах широко используются для коммутации аналоговых и цифровых сигналов. В аналоговых ключах обычно используют транзисторы с управляющим p-n-переходом или МДП-транзисторы с индуцированным каналом. В цифровых ключах обычно используют МДП-транзисторы с индуцированным каналом. В последнее время полевые транзисторы все чаще используют в силовой импульсной электронике. Ключи на полевых транзисторах отличаются малым остаточным напряжением. Они могут коммутировать слабые сигналы в единицы микровольт и меньше. Это следствие того, что выходные характеристики полевых транзисторов проходят через начало координат. Для примера изобразим выходные характеристики транзистора с управляющим переходом и каналом p -типа в области, прилегающей к началу координат рис. Обратим внимание, что характеристики в третьем квадранте соответствуют заданным напряжениям между затвором и стоком. Однако минимальное сопротивление включенного ключа на полевом транзисторе может быть больше, чем ключа на биполярном транзисторе т. Поэтому при значительном токе падение напряжения на полевом транзисторе может быть больше, чем падение напряжения на биполярном транзисторе. Кстати будет сказать, что наличие подобных на первый взгляд противоречивых утверждений полезно воспринимать как знак того, что выбор конкретного решения в данном случае выбор для коммутации полевого или биполярного транзистора следует осуществлять на основе всестороннего анализа. В статическом состоянии ключ на полевом транзисторе потребляет очень малый ток управления. Однако этот ток увеличивается при увеличении частоты переключения. Очень большое входное сопротивление ключей на полевых транзисторах фактически обеспечивает гальваническую развязку входных и выходных цепей. Это позволяет обойтись без трансформаторов в цепях управления. Ключи на полевых транзисторах часто менее быстродействующие в сравнении с ключами на биполярных транзисторах. Изобразим схему цифрового ключа на МДП-транзисторе с индуцированным каналом n-типа и резистивной нагрузкой и соответствующие временные диаграммы рис. На схеме изображена емкость нагрузки С н , моделирующая емкость устройств, подключенных к транзисторному ключу. Если напряжение u вх больше порогового напряжения U зи. Ключи на полевых транзисторах с управляющим p - n -переходом входят в состав различных микросхем серий , и др. Напряжение на ключе в его включенном состоянии U вкл зависит от сопротивления стока R c , величины входного сигнала и особенностей стоковых характеристик транзистора. Скорость изменения напряжения на выходе определяется сопротивлением R c , емкостью С н и частотными свойствами транзистора. Изобразим схему цифрового ключа на МДП-транзисторе с нагрузочным МДП-транзистором с динамической нагрузкой рис. Отметим, что при использовании интегральной технологии такой ключ, как ни странно на первый взгляд, изготовить проще в сравнении с рассмотренным выше ССЫЛКА , имеющим нагрузочный резистор. Транзистор Т 1 называют активным, а транзисторТ 2 — нагрузочным. Вначале рассмотрим закрытое состояние ключа. В этом случае транзистор Т 1 закрыт и через оба транзистора протекает очень малый ток обычно не более 1 нА. При этом напряжение u си1 близко к напряжению Е с , а напряжение u си1 близко к нулю. По крайней мере очевидно, что напряжение u си2 не может быть больше порогового напряжения U зu. Теперь рассмотрим открытое состояние ключа. Транзистор Т 1 открыт и напряжение u си1 близко к нулю, а напряжение на транзисторе Т 2 близко к напряжению питания. Но транзисторы конструируют таким образом, чтобы удельная крутизна транзистора Т 2 была намного меньше, чем удельная крутизна транзистора T 1. Так как удельная крутизна транзистора Т 2 мала, ток, протекающий через открытый ключ, сравнительно мал. Изобразим схему цифрового ключа на комплементарных МДП-транзисторах комплементарный МДП-ключ, КМОП-ключ рис. Обозначим через U зи. Стоит обратить внимание, что каждое из указанных пороговых напряжений является положительным. Но если данное неравенство не выполняется, то такая ситуация будет иметь место при некотором промежуточном напряжении u вх , и тогда через транзисторы протекает так называемый сквозной ток. Если длительность переднего фронта и длительность среза заднего фронта входного импульса мала, то сквозной ток протекает короткое время, но и в этом случае он оказывает негативное влияние на работу схемы. Как следует из изложенного, в каждом из двух установившихся режимов, т. Это первое важное достоинство комплементарного ключа. Вторым важным достоинством комплементарного ключа является резкое отличие выходного напряжения в открытом состоянии ключа единицы микровольт и менее и выходного напряжения в закрытом состоянии это напряжение меньше напряжения питания всего лишь на единицы микровольт и менее. Это обеспечивает высокую помехоустойчивость цифровых схем на комплементарных ключах. Третьим важным достоинством комплементарного ключа является его повышенное быстродействие. Оно может быть на порядок больше, чем у двух других ранее изученных ключей на полевых транзисторах. Повышенное быстродействие объясняется тем, что как разряд емкости С н , так и ее заряд происходит через соответствующий открытый транзистор емкость разряжается через транзистор T 1 и заряжается через транзистор Т 2. При этом в начале заряда или разряда через соответствующий транзистор протекает большой ток, который быстро изменяет напряжение емкости. Естественно предположить, что входной сигнал поступает от такого же ключа, т. Поэтому при увеличении напряжения питания быстродействие комплементарного ключа увеличивается. Описанные достоинства, а также отработанность технологии изготовления явились причиной широкого использования КМОП-ключей. Рассмотрим простейшую схему аналогового ключа на МДП-транзисторе рис. Эта схема получается из предыдущей при замене транзистора Т 1 резистором нагрузки, а источника питания — источником входного сигнала. Подложка транзистора подключена к положительному полюсу источника питания, т. Транзистор этого аналогового ключа работает подобно тому, как работает транзистор Т 2 рассмотренного комплементарного ключа. Например, для отпирания транзистора необходимо, чтобы напряжение u упр было малым. Ключ может коммутировать как положительное, так и отрицательное входное напряжение. Рассмотрим теперь двунаправленный аналоговый ключ передающий вентиль на комплементарных транзисторах рис. Ключ предназначен для передачи напряжения u а с вывода А на вывод В или напряжение u b с вывода В на вывод А. Транзисторы Т 1 и Т 2 образуют рассмотренный выше комплементарный ключ. В этом случае по крайней мере один из транзисторов Т 3 и Т 4 открыт. Если схему изменить и на затворы транзисторов Т 3 и Т 4 подавать не только положительные, но и отрицательные напряжения, то ключ будет в состоянии работать не только при положительных, но и отрицательных напряжениях u а и u b. Ключи на полевых транзисторах с изолированным затвором входят в состав микросхем серий , и др. Назад Вперёд Рекомендуйте эту статью другим! Может быть отрицательным числом. Ключи на полевых транзисторах, схемы, применение, типы. Рекомендуйте эту статью другим! Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное…. Все турбогенераторы, гидрогенераторы, дизель-генераторы, синхронные компенсаторы и…. Выпускается несколько модификаций надёжных трёхфазных электросчётчиков EMS: Если количество и единичная мощность трансформаторов ЗУР определяется сверху при….
Полевой транзистор — это электропреобразовательный прибор, в котором ток, протекающий через канал, управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком, и который предназначен для усиления мощности электромагнитных колебаний. К классу полевых относят транзисторы, принцип действия которых основан на использовании носителей заряда только одного знака электронов или дырок. Управление током в полевых транзисторах осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Вследствие этого 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: В зависимости от проводимости канала полевые транзисторы делятся на: 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. Каналом полевого транзистора называют область в полупроводнике, в которой ток основных носителей заряда регулируется изменением ее поперечного сечения. Электрод вывод , через который в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала за счет управляющего напряжения, называют затвором. Как правило, выпускаются кремниевые полевые транзисторы. Кремний применяется потому, что ток затвора, то есть обратный ток р-n- перехода, получается во много раз меньше, чем у германия. Полярность внешних напряжений, подводимых к транзистору, показана на рис. Управляющее входное напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение Uзи 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 Uси, то силой тока стока Iс, 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. Напряжение Uзи, при котором канал полностью перекрывается, а ток стока Iс становится весьма малым десятые доли микроампер , называют напряжением отсечки Uзиотс. Рассмотрим вольт - амперные характеристики полевых транзисторов с р-n- переходом. Для этих транзисторов представляют интерес два вида вольт - амперных характеристик: Стоковые выходные характеристики полевого транзистора с р-n- переходом и каналом n- типа показаны на рис. Они отражают зависимость тока стока от напряжения Uси при фиксированном напряжении Uзи: Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение Uзи, так и напряжение Uси. 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 Uсинас. При подаче на затвор обратного напряжения Uзи происходит дополнительное сужение канала, и его перекрытие наступает при меньшем значении напряжения Uсинас. 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: Входное сопротивление полевых транзисторов с р-n- переходом довольно велико достигает единиц и десятков мегаом , что выгодно отличает их от биполярных транзисторов. Полевой транзистор с изолированным затвором МДП - транзистор — это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. МДП - транзисторы структура: В качестве диэлектрика используют окисел кремния SiO2. Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное сопротивление рассматриваемых транзисторов … Ом. Принцип действия МДП - транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП - транзисторы выполняют двух типов — со встроенным и с индуцированным каналом. Рассмотрим особенности МДП - транзисторов со встроенным каналом. Конструкция такого транзистора с каналом n-типа показана на рис. В исходной пластинке кремния р- типа с относительно высоким удельным сопротивлением, которую называют подложкой, с помощью диффузионной технологии созданы две сильнолегированные области с противоположным типом электропроводности — n. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Между истоком и стоком имеется тонкий приповерхностный канал с электропроводностью n- типа. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем порядка 0,1 мкм диэлектрика. На слой диэлектрика нанесен металлический электрод — затвор. Наличие слоя диэлектрика позволяет в таком полевом транзисторе подавать на затвор управляющее напряжение обеих полярностей. При подаче на затвор положительного напряжения, электрическим полем, которое при этом создается, дырки из канала будут выталкиваться в подложку, а электроны вытягиваться из подложки в канал. Канал обогащается основными носителями заряда — электронами, его проводимость увеличивается и ток стока возрастает. Этот режим называют режимом обогащения. При подаче на затвор напряжения, отрицательного 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, его проводимость уменьшается и ток стока уменьшается. Такой режим транзистора называют режимом обеднения. Канал проводимости тока здесь специально не создается, а образуется индуцируется благодаря притоку электронов из полупроводниковой пластины подложки в случае приложения к затвору напряжения положительной полярности относительно истока. При отсутствии этого напряжения канала нет, между истоком и стоком n-типа расположен только кристалл р- типа и на одном из р-n- переходов получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между истоком и стоком очень велико, то есть транзистор заперт. Но если подать на затвор положительное напряжение, то под влиянием поля затвора электроны будут перемещаться из областей истока и стока и из р- области подложки по направлению к затвору. Когда напряжение затвора превысит некоторое отпирающее, или пороговое, значение Uзи пор, то в приповерхностном слое концентрация электронов превысит концентрацию дырок, и в этом слое произойдет инверсия типа электропроводности, то есть индуцируется токопроводящий канал n-типа, соединяющий области истока и стока, и транзистор начинает проводить ток. Чем больше положительное напряжение затвора, тем больше проводимость канала и ток стока. Таким образом, транзистор с индуцированным каналом может работать только в режиме обогащения. Концентрация носителей заряда в канале увеличивается, проводимость канала возрастает, ток стока Iс увеличивается. Отличие стоковых характеристик заключается в том, что управление током транзистора осуществляется напряжением одной полярности, совпадающей с полярностью напряжения Uси. Что касается входного сопротивления то МДП - транзисторы имеют лучшие показатели, чем транзисторы с р-n- переходом. Полевые транзисторы применяются в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением, ключевых и логических устройствах, при изготовлении интегральных схем и др. Полевой транзистор можно включать по одной из трех основных схем: На практике чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с ОЭ. Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности. Схема с ОЗ аналогична схеме с ОБ. Она не дает усиления тока, и поэтому усиление мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем он имеет ограниченное практическое применение. В настоящее время широко применяются усилители, выполненные на полевых транзисторах. Режим работы полевого транзистора в режиме покоя обеспечивается постоянным током стока Iсп и соответствующим ему напряжением сток-исток Uсип. Этот режим обеспечивается напряжением смещения на затворе полевого транзистора Uзип. Резистор Rи, кроме обеспечения напряжения смещения затвора, используется также для температурной стабилизации режима работы усилителя по постоянному току, стабилизируя Iсп. Чтобы на резисторе Rи не выделялась переменная составляющая напряжения, его шунтируют конденсатором Си и таким образом обеспечивают неизменность коэффициента усиления каскада. Сопротивление конденсатора Си на наименьшей частоте сигнала должно быть намного большим сопротивления резистора Rи, которое определяют по выражению:. Конденсатор Ср называется разделительным. Он используется для развязки усилителя по постоянному току от источника входного сигнала. Резистор Rс выполняет функцию создания изменяющегося напряжения в выходной цепи за счет протекания в ней тока, управляемого напряжением между затвором и истоком. В усилителях на МДП - транзисторах с индуцированным каналом необходимое напряжение Uзип обеспечивается включением в цепь затвора делителя R1R2 рис. Поэтому ток делителя выбирают исходя из обеспечения требуемого входного сопротивления усилителя. В усилителе на полевом транзисторе, схема которого приведена на рис. Для ее построения на семействе статических выходных стоковых характеристик полевого транзистора достаточно определить две точки:. Графическим решением уравнения для выходной цепи рассматриваемого каскада являются точки пересечения линии нагрузки со стоковыми характеристиками. Значение тока стока Iс и напряжения Uси зависят также от напряжения затвора Uзи. Три параметра Iсп, Uсип и Uзип определяют исходный режим, или режим покоя усилителя. На выходных характеристиках этот режим отображается точкой По, лежащей на пересечении выходной нагрузочной характеристики с выходной статической характеристикой, снятой при заданном значении напряжения затвора. Резистор R3 предназначен для подачи напряжения Uзип с резистора Rи между затвором и истоком транзистора. Сопротивление R3 принимают равным 1…2 МОм. Все материалы в разделе "Коммуникации и связь". Устройство и принцип действия полевого транзистора. Полевые транзисторы с изолированным затвором. Схемы включения полевых транзисторов. Расчет электрических цепей с полевыми транзисторами. Запираемые тиристоры и полевые транзисторы. Псевдоморфные полевые транзисторы с высокой подвижностью 2 d электронов в канале phemt работа. Усилительные каскады переменного тока на биполярных транзисторах. Полупроводниковые диоды и транзисторы, области их применения. Неинерциальные полевые принципы формирования структуры материи. Некоторые методы определения характеристик деформируемо-сти и прочности грунтов.
Теплое платье спицами схемы и описание
Найти обратную матрицу гаусса
Как лишают прав за вождение
Светлогорск достопримечательности фото с описанием
Антагонист левши сканворд 6 букв