Alan (tek kutuplu) bir transistör, üç çıkışı olan ve kontrol elektroduna uygulanarak kontrol edilen bir cihazdır (deklanşör) Gerilim. Düzenlenmiş akım, kaynak-drenaj devresinden akar.
Böyle bir triyot fikri yaklaşık 100 yıl önce ortaya çıktı, ancak pratik uygulamaya ancak geçen yüzyılın ortalarında yaklaşmak mümkün oldu. Geçen yüzyılın 50'li yıllarında, alan etkili transistör kavramı geliştirildi ve 1960'da ilk çalışma örneği üretildi. Bu tür üçlülerin avantajlarını ve dezavantajlarını anlamak için tasarımlarını anlamanız gerekir.
İçerik
FET cihazı
Tek kutuplu transistörler, cihaz ve üretim teknolojisine göre iki büyük sınıfa ayrılır. Kontrol ilkelerinin benzerliğine rağmen, özelliklerini belirleyen tasarım özelliklerine sahiptirler.
p-n eklemli tek kutuplu triyotlar
Böyle bir saha çalışanının cihazı, geleneksel bir cihazın cihazına benzer. yarı iletken diyot ve bipolar akrabadan farklı olarak, yalnızca bir geçiş içerir. Bir p-n bağlantı transistörü, bir tür iletkenin (örneğin, n) bir plakasından ve başka bir tür yarı iletkenin gömülü bir bölgesinden (bu durumda, p) oluşur.
N-katmanı, kaynak ve boşaltma terminalleri arasında akımın aktığı bir kanal oluşturur. Kapı pimi p-bölgesine bağlanır. Geçidi ters yönde polarize edecek bir voltaj uygulanırsa, geçiş bölgesi genişler, aksine kanal kesiti daralır ve direnci artar. Kapı voltajı kontrol edilerek kanaldaki akım kontrol edilebilir. transistör p-tipi bir kanal ile de gerçekleştirilebilir, daha sonra geçit bir n-yarı iletken tarafından oluşturulur.
Bu tasarımın özelliklerinden biri, transistörün çok büyük giriş direncidir. Geçit akımı, ters yönlü bağlantının direnci tarafından belirlenir ve sabit bir birim veya onlarca nanoamper akımındadır. Alternatif akımda, giriş direnci bağlantı kapasitansı tarafından belirlenir.
Yüksek giriş direnci nedeniyle bu tür transistörlere monte edilen kazanç aşamaları, giriş cihazlarıyla eşleştirmeyi basitleştirir. Ek olarak, tek kutuplu triyotların çalışması sırasında, yük taşıyıcıların yeniden birleşmesi yoktur ve bu, düşük frekanslı gürültüde bir azalmaya yol açar.
Önyargı voltajının yokluğunda, kanal genişliği en büyüktür ve kanaldan geçen akım maksimumdur. Gerilimi artırarak, tamamen bloke edildiğinde kanalın böyle bir durumunu elde etmek mümkündür. Bu gerilime kesme gerilimi (Uts) denir.
Bir FET'in boşaltma akımı, hem geçitten kaynağa voltaja hem de boşaltmadan kaynağa voltaja bağlıdır. Kapıdaki voltaj, Us'taki artışla sabitlenirse, akım ilk önce neredeyse doğrusal olarak büyür (bölüm ab). Doygunluğa girerken, voltajda daha fazla bir artış pratik olarak drenaj akımında bir artışa neden olmaz (bölüm bc). Kapıda blokaj gerilimi seviyesinin artması ile daha düşük Idock değerlerinde doyma meydana gelir.
Şekil, birkaç kapı voltajı için kaynak ve boşaltma arasındaki bir boşaltma akımı ve voltaj ailesini göstermektedir. Us doyma voltajından daha yüksek olduğunda, boşaltma akımının pratik olarak sadece kapı voltajına bağlı olduğu açıktır.
Bu, tek kutuplu bir transistörün transfer özelliği ile gösterilmiştir. Kapı voltajının negatif değeri arttıkça, kapıda kesme voltajı seviyesine ulaşıldığında drenaj akımı neredeyse doğrusal olarak sıfıra düşer.
Tek kutuplu yalıtımlı kapı triyotları
Alan etkili transistörün başka bir versiyonu yalıtımlı bir kapıya sahiptir. Bu tür triyotlara transistör denir. TIR (metal-dielektrik-yarı iletken), yabancı isim - MOSFET. Daha önce isim alındı MOS (metal oksit-yarı iletken).
Alt tabaka, belirli bir iletkenlik tipine sahip bir iletkenden (bu durumda, n) yapılır, kanal, farklı tipte bir iletkenliğe sahip bir yarı iletken tarafından oluşturulur (bu durumda, p). Geçit, alt tabakadan ince bir dielektrik (oksit) tabakası ile ayrılır ve kanalı yalnızca üretilen elektrik alanı yoluyla etkileyebilir.Negatif kapı voltajında, üretilen alan elektronları kanal bölgesinden uzaklaştırır, katman tükenir ve direnci artar. P-kanallı transistörler için, aksine, pozitif bir voltajın uygulanması, dirençte bir artışa ve akımda bir azalmaya yol açar.
Yalıtılmış geçit transistörünün bir başka özelliği, transfer karakteristiğinin pozitif kısmıdır (bir p-kanal triyot için negatif). Bu, kapıya belirli bir değerde pozitif bir voltajın uygulanabileceği ve drenaj akımını artıracağı anlamına gelir. Çıkış özellikleri ailesinin, p-n bağlantılı bir triyotun özelliklerinden temel bir farkı yoktur.
Geçit ve alt tabaka arasındaki dielektrik tabaka çok incedir, bu nedenle üretimin ilk yıllarından MOS transistörleri (örneğin, ev içi KP350) statik elektriğe son derece duyarlıydı. Yüksek voltaj ince filmi deldi ve transistörü yok etti. Modern triyotlarda aşırı gerilime karşı koruma sağlamak için tasarım önlemleri alınır, bu nedenle pratikte statik önlemlere gerek yoktur.
Tek kutuplu yalıtımlı kapı üçlüsünün başka bir versiyonu, indüklenmiş kanal transistörüdür. Yerleşik bir kanalı yoktur, kapıda voltaj olmadığında, kaynaktan drenaja giden akım akmaz. Geçide pozitif bir voltaj uygulanırsa, o zaman onun yarattığı alan, alt tabakanın n bölgesinden elektronları "çeker" ve akımın yüzeye yakın bölgede akması için bir kanal oluşturur.Bundan, kanalın tipine bağlı olarak böyle bir transistörün sadece bir polarite voltajı ile kontrol edildiği açıktır. Bu, geçiş özelliklerinden görülebilir.
Ayrıca iki kapılı transistörler de vardır. Her biri ayrı bir sinyalle kontrol edilebilen iki eşit kapıya sahip oldukları için normal olanlardan farklıdırlar, ancak kanal üzerindeki etkileri özetlenmiştir. Böyle bir triyot, seri olarak bağlanmış iki sıradan transistör olarak temsil edilebilir.
FET anahtarlama devreleri
Alan etkili transistörlerin kapsamı, aşağıdakilerle aynıdır. iki kutuplu. Esas olarak takviye elemanları olarak kullanılırlar. Bipolar triyotlar, yükseltme aşamalarında kullanıldığında üç ana anahtarlama devresine sahiptir:
- ortak bir toplayıcı ile (yayıcı takipçisi);
- ortak bir taban ile;
- ortak bir emitör ile.
Alan etkili transistörler benzer şekillerde açılır.
Ortak bir tahliye ile şema
Ortak bir tahliye ile şema (kaynak takipçi), tıpkı bir bipolar triyottaki emitör takipçisi gibi, voltaj kazancı sağlamaz, ancak akım kazancını varsayar.
Devrenin avantajı, yüksek giriş empedansıdır, ancak bazı durumlarda aynı zamanda bir dezavantajdır - kademeli, elektromanyetik girişime duyarlı hale gelir. Gerekirse, R3 direncini açarak Rin azaltılabilir.
Ortak kapı devresi
Bu devre, ortak bir baz bipolar transistörünkine benzer. Bu devre iyi bir voltaj kazancı sağlar, ancak akım kazancı sağlamaz. Ortak bir tabana sahip dahil etme gibi, bu seçenek nadiren kullanılır.
Ortak kaynak devresi
Ortak bir kaynakla alan triyotlarını açmak için en yaygın devre.Kazancı, Rc direncinin boşaltma devresindeki dirence oranına bağlıdır (kazancı ayarlamak için tahliye devresine ek bir direnç takılabilir) ve ayrıca transistörün özelliklerinin dikliğine de bağlıdır.
Ayrıca kontrollü direnç olarak alan etkili transistörler kullanılır. Bunu yapmak için çalışma noktası lineer bölüm içinde seçilir. Bu prensibe göre kontrollü bir gerilim bölücü uygulanabilir.
Ve bu modda çift kapılı bir triyotta, örneğin, ekipmanı almak için bir karıştırıcı uygulayabilirsiniz - alınan sinyal bir kapıya ve diğerine beslenir - yerel osilatör sinyali.
Tarihin bir sarmal içinde geliştiği teorisini kabul edersek, elektroniğin gelişiminde bir model görebiliriz. Voltaj kontrollü lambalardan uzaklaşan teknoloji, kontrol etmek için akım gerektiren bipolar transistörlere geçti. Spiral tam bir dönüş yaptı - şimdi lambalar gibi kontrol devrelerinde güç tüketimi gerektirmeyen tek kutuplu triyotların egemenliği var. Döngüsel eğrinin nereye varacağı görülecektir. Şimdiye kadar alan etkili transistörlere alternatif yok.
Benzer makaleler:
