полевой транзистор схема

Полевой транзистор схема – это электронный компонент, управляемый электрическим полем, широко используемый в современной электронике. Он отличается от биполярного транзистора принципом управления током, обеспечивая более высокое входное сопротивление и меньшее энергопотребление. В этой статье мы подробно рассмотрим различные типы полевых транзисторов, их схемы подключения и области применения.

Что такое полевой транзистор?

Полевой транзистор схема (FET) – это полупроводниковый прибор, в котором ток между двумя выводами (сток и исток) управляется напряжением, приложенным к третьему выводу (затвор). В отличие от биполярных транзисторов, FET управляются напряжением, а не током, что делает их более эффективными в некоторых приложениях. FET имеют высокое входное сопротивление, что упрощает их согласование с другими компонентами.

Типы полевых транзисторов

Существует два основных типа полевых транзисторов: JFET и MOSFET.

JFET ( Junction Field-Effect Transistor)

JFET – это полевой транзистор с управляющим p-n переходом. Он работает, изменяя ширину канала, по которому течет ток, путем изменения напряжения на затворе. JFET бывают двух типов: n-канальные и p-канальные.

Принцип работы JFET

В n-канальном JFET канал между истоком и стоком образован n-полупроводником. На затвор подается отрицательное напряжение, которое обедняет канал носителями заряда и уменьшает ток. В p-канальном JFET все наоборот: канал образован p-полупроводником, а на затвор подается положительное напряжение.

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)

MOSFET – это полевой транзистор с изолированным затвором. Он использует оксидный слой для изоляции затвора от канала, что обеспечивает очень высокое входное сопротивление. MOSFET бывают двух типов: обогащенного и обедненного типа, а также n-канальные и p-канальные.

Принцип работы MOSFET

В MOSFET обогащенного типа канал между истоком и стоком не существует при нулевом напряжении на затворе. Напряжение на затворе создает канал, позволяя току течь. В MOSFET обедненного типа канал существует при нулевом напряжении на затворе, и напряжение на затворе уменьшает ток.

Основные параметры полевых транзисторов

При выборе полевого транзистора схема важно учитывать следующие параметры:

  • Напряжение сток-исток (Vds): Максимальное напряжение, которое может быть приложено между стоком и истоком.
  • Ток стока (Id): Максимальный ток, который может течь через транзистор.
  • Напряжение отсечки (Vgs(off)): Напряжение на затворе, при котором ток стока практически равен нулю.
  • Входная емкость (Ciss): Емкость между затвором и истоком.
  • Крутизна характеристики (gm): Отношение изменения тока стока к изменению напряжения на затворе.

Схемы включения полевых транзисторов

Существует несколько основных схем включения полевых транзисторов схема:

  • Общий исток (Common Source): В этой схеме исток является общим для входного и выходного сигналов. Она обеспечивает высокое усиление напряжения.
  • Общий сток (Common Drain): В этой схеме сток является общим для входного и выходного сигналов. Она обеспечивает высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление, что делает ее полезной в качестве буферного усилителя.
  • Общий затвор (Common Gate): В этой схеме затвор является общим для входного и выходного сигналов. Она обеспечивает низкое входное сопротивление и высокое выходное сопротивление.

Применение полевых транзисторов

Полевые транзисторы схема широко используются в различных приложениях, включая:

  • Усилители: FET используются в усилителях звуковых и радиочастотных сигналов.
  • Ключи: MOSFET используются в качестве электронных ключей в цифровых схемах.
  • Микросхемы: FET являются основой большинства современных микросхем.
  • Источники питания: MOSFET используются в импульсных источниках питания.
  • Датчики: FET используются в датчиках температуры, давления и других физических величин.

Примеры конкретных полевых транзисторов и их применение

Рассмотрим несколько конкретных примеров полевых транзисторов схема и их применения:

IRF540N (MOSFET)

IRF540N – это N-канальный MOSFET, широко используемый в импульсных источниках питания, управлении двигателями и других приложениях, где требуется высокая коммутационная скорость и низкое сопротивление в открытом состоянии.

Основные характеристики:

  • Vds (напряжение сток-исток): 100V
  • Id (ток стока): 33A
  • Rds(on) (сопротивление в открытом состоянии): 0.044Ω

Источник: Infineon

2N7000 (MOSFET)

2N7000 – это небольшой N-канальный MOSFET, часто используемый в логических схемах и в качестве ключа для управления небольшими нагрузками.

Основные характеристики:

  • Vds (напряжение сток-исток): 60V
  • Id (ток стока): 200mA
  • Rds(on) (сопротивление в открытом состоянии): 5Ω

Источник: ON Semiconductor

Преимущества и недостатки полевых транзисторов

Полевые транзисторы схема обладают рядом преимуществ по сравнению с биполярными транзисторами:

  • Высокое входное сопротивление: Упрощает согласование с другими компонентами и уменьшает нагрузку на источник сигнала.
  • Низкое энергопотребление: FET управляются напряжением, а не током, что снижает энергопотребление.
  • Высокая скорость переключения: MOSFET могут переключаться очень быстро, что делает их пригодными для цифровых схем.

Однако, у FET есть и недостатки:

  • Чувствительность к статическому электричеству: MOSFET могут быть повреждены статическим электричеством, поэтому требуют осторожного обращения.
  • Меньшее усиление: FET обычно обеспечивают меньшее усиление, чем биполярные транзисторы.

Таблица сравнения JFET и MOSFET

Характеристика JFET MOSFET
Тип управления Управляющий p-n переход Изолированный затвор
Входное сопротивление Высокое Очень высокое
Чувствительность к статике Меньше Больше
Типы n-канальные, p-канальные Обогащенные, обедненные, n-канальные, p-канальные

Рекомендации по выбору полевого транзистора

При выборе полевого транзистора схема необходимо учитывать следующие факторы:

  • Тип приложения: Для усилителей звуковых сигналов подойдут JFET или MOSFET, а для цифровых схем – MOSFET.
  • Напряжение и ток: Выберите транзистор с достаточным запасом по напряжению и току.
  • Частота: Для высокочастотных приложений выбирайте транзисторы с низкой входной емкостью.
  • Температура: Учитывайте температурный диапазон работы транзистора.
  • Корпус: Выберите корпус, подходящий для вашего приложения.

Заключение

Полевые транзисторы схема являются важными компонентами современной электроники. Они предлагают ряд преимуществ по сравнению с биполярными транзисторами, включая высокое входное сопротивление и низкое энергопотребление. Понимание принципов работы и основных параметров FET поможет вам выбрать подходящий транзистор для вашего приложения.

Компания Sichuan Microvelo Semiconductor Co.,LTD предлагает широкий ассортимент полупроводниковых компонентов, включая полевые транзисторы схема, для различных применений. Свяжитесь с нами для получения консультации и подбора оптимального решения для ваших задач.

Соответствующая продукция

Соответствующая продукция

Самые продаваемые продукты

Самые продаваемые продукты

Пожалуйста, оставьте нам сообщение