Польові транзистори і принцип їх роботи
Польовими транзисторами називаються такі напівпровідникові прилади, принцип роботи яких ґрунтується на модуляції опору поперечним електричним полем напівпровідникового матеріалу.
Відмітна особливість приладів даного типу полягає в тому, що польові транзистори мають високий коефіцієнт посилення напруги і високу входить опір.
У даних пристроїв в створенні електричного струму беруть участь лише носії однотипного заряду (електрони).
Існують польові транзистори двох типів:
- мають структуру МДП, тобто метал, потім слід діелектрик, потім напівпровідник (МДП);
- мають керуючий p-n-перехід.
До складу самого простого польового транзистора входить пластина, виготовлена з напівпровідникового матеріалу, що володіє одним лише p-n-переходом в центрі і невипрямляющімі контактами по краях.
Електрод у такого приладу, за яким до провідного каналу проходять носії заряду, називається витоком, а електрод, за яким електроди виходять з каналу - стоком.
Іноді трапляється, що такі потужні ключові пристрої виходять з ладу. Тому під час ремонту будь-якої електронної апаратури часто необхідна перевірка польового транзистора.
Для цього необхідно випаять прилад, тому що на електронній схемі його перевірити не вдасться. І потім, дотримуючись певних інструкцій, приступити до перевірки.
Польові транзистори мають два режими роботи - динамічний і ключовий.
Ключовий режим роботи транзистора - це такий, при якому транзистор знаходиться в двох станах - в повністю відкритому або в повністю закритому. Але при цьому проміжний стан, коли компонент відкритий частково, відсутня.
В ідеальному випадку, коли транзистор "відкритий", Тобто знаходиться в так званому режимі насичення, опір між висновками "стік" і "витік" прямує до нуля.
Потужність втрати при відкритому стані представляється твором напруги (рівного нулю) на величину струму. Отже, потужність розсіювання дорівнює нулю.
У режимі відсічення, тобто коли транзистор замкнений, опір його між "стік / витік"вивід прямує до нескінченності. Втрачається потужність при закритому стані є твором величини напруги на значення струму, що дорівнює нулю. Відповідно, потужність втрати = 0.
Виходить так, що в ключовому режимі потужність втрати транзисторів дорівнює нулю.
На практиці, при відкритому транзисторі, природно, деякий опір "стік / витік" буде присутній. При закритому транзисторі за цими висновками струм невеликої величини все ж протікає. Отже, в статичному режимі потужність втрати в транзисторі мінімальна.
А в динамічному, в разі якщо транзистор закривається або відкривається, його лінійну область форсує робоча точка, де струм, що проходить через транзистор, умовно становить половину струму стоку. але напруга "стік / витік" найчастіше досягає половини максимальної величини. Отже, динамічний режим транзистора забезпечує виділення величезної потужності втрат, що зводить на "немає" чудові властивості ключового режиму.
Але, в свою чергу, тривале перебування транзистора в динамічному режимі набагато менше, ніж тривалість перебування в режимі статики. В результаті чого коефіцієнт корисної дії транзисторного каскаду, який працює в ключовому режимі, досить високий і може виявитися від дев`яноста трьох до дев`яноста восьми відсотків.
Польові транзистори, які працюють в вищевказаному режимі, мають досить широке застосування в силових перетворювальних установках, в джерелах імпульсної електроживлення, в вихідних каскадах певних передавачів тощо.
