Как тестером проверить полевой транзистор: Страница не найдена

Как проверить транзистор мультиметром — картинки, рекомендации, видео

Современные электронные мультиметры имеют специализированные коннекторы для проверки различных радиодеталей, включая транзисторы.

Это удобно, однако, проверка не совсем корректная. Радиолюбители со стажем помнят, как проверить транзистор тестером со стрелочной индикацией. Техника проверки на цифровых приборах не изменилась. Для точного определения состояния полупроводникового прибора, каждые его элемент тестируется отдельно.

Классика вопроса: как проверить биполярный транзистор мультиметром

Этот популярный проводник выполняет две задачи:

• Режим усиления сигнала. Получая команду на управляющие выводы, прибор дублирует форму сигнала на рабочих контактах, только с большей амплитудой;
• режим ключа. Подобно водопроводному крану, полупроводник открывает или закрывает путь электрическому току по команде управляющего сигнала.

Полупроводниковые кристаллы соединены в корпусе, образуя p-n переходы. Такая же технология применяется в диодах. По сути – биполярный транзистор состоит из двух диодов, соединенных в одной точке одноименными выводами.
Чтобы понять, как проверить транзистор мультиметром, рассмотрим отличие pnp и npn структуры.

Так называемый «прямой» (см. фото)

С обратным переходом, как изображено на фото

Разумеется, если вы спаяете диоды так, как показано на условной схеме – транзистор не получится. Но с точки зрения проверки исправности – можно представить, что у вас обычные диоды в одном корпусе.

То есть, положив перед собой схему полупроводниковых переходов, вы легко определите не только исправность детали в целом, но и локализуете конкретный неисправный p-n переход. Это поможет понять причину поломки, ведь полупроводник работает не автономно, а в составе электросхемы.

Возникает резонный вопрос: Как определить маркировку выводов транзистора, не имея каталога? Такая практика пригодится не только для проверки радиодеталей. При сборке монтажной платы, незнание конструкции транзистора приведет к его перегоранию.

С помощью мультиметра можно определить назначение выводов.

Важно! Это правило работает лишь в случае с исправным транзистором. Впрочем, если деталь неисправна, вам незачем определять названия контактов.

Мультиметр выставляем в режим измерения сопротивления, предел шкалы – 2000 Ом. Выводы прибора – красный плюс, черный минус. Транзистор располагаем любым удобным способом, выводу условно определяем как «левый», «средний», «правый».

Определение базы

Красный щуп на левый контакт, замеряем сопротивление на среднем и правом выводах. В нашем случае это значение «бесконечность» (на индикаторе «1»), и 816 Ом (типичное сопротивление исправного p-n перехода при прямом подключении). Фиксируем результат измерений.

Красный щуп на середину, производим замер левого и правого контактов. С «бесконечностью» все понятно, обращаем внимание на то, что вторая пара показала результат, отличный от первого измерения. Это нормально, эмиттерный и коллекторный переходы имеют разное сопротивление. Об этом позже.

Красный щуп на правый контакт, производим замеры оставшихся комбинаций. В обоих случаях получаем единичку, то есть «бесконечное» сопротивление.

При таком раскладе, база находится на правом выводе. Этих данных недостаточно для пользования деталью. У производителей нет единого стандарта по расположению эмиттера и коллектора, поэтому определяем выводы самостоятельно.

Определение остальных выводов

Черный щуп на «базу», меряем сопротивление переходов. Одна ножка показала 807 Ом (это коллекторный переход), вторая – 816 Ом (эмиттерный переход).

Важно! Эти значения сопротивления не являются константой, в зависимости от производителя и мощности транзистора величина может незначительно отклоняться. Главное правило – сопротивление коллектора относительно базы меньше, чем сопротивление эмиттера.

Точно таким же способом производится проверка исправности биполярного транзистора. В ходе определения контактов, мы заодно проверили исправность детали. Если вам известно расположение выводов – проверяете переходы «база-эмиттер» и «база коллектор», меняя полярность щупов.

При прямом подключении – вы увидите значения, аналогичные предыдущим замерам. При обратном – сопротивление должно быть бесконечным. Если это не так – переходы относительно базы неисправны.
Последняя проверка – переход «эмиттер-коллектор». В обоих направлениях исправная деталь покажет бесконечное сопротивление.

Если в ходе тестирования вы получили именно такие результаты – ваш биполярный транзистор исправен.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Прежде всего, проверьте расположение на монтажной плате остальных радиодеталей, относительно выводов транзистора. Иногда переходы шунтируются резисторами с небольшим сопротивлением.

Если при замерах переходов, сопротивление будет измеряться десятками Ом – транзистор придется выпаивать. Если шунтов нет – см. методику, описанную выше, проверить транзистор на плате не получится.

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Полупроводниковые транзисторы – MOSFET (на слэнге радиолюбителей – «мосфеты»), имеют несколько иное расположение p-n переходов. Название выводов также отличается: «сток», «исток», «затвор». Тем не менее, методика проверки прекрасно моделируется диодными аналогиями.

Принципиальное отличие – канал между «истоком» и «стоком» в состоянии покоя имеет небольшую проводимость с фиксированным сопротивлением. Когда «мосфет» получает запирающее напряжение на «затворе», этот переход закрывается. При проверке он принимается открытым (в случае, если транзистор исправен).

Проверить полевой транзистор с помощью тестера можно по такой же методике, что и биполярный. Прибор в положение «измерение сопротивления» с пределом 2000 Ом.

Сопротивление по линии «исток» «сток» проверяется в обе стороны. Значение должно быть в пределах 400-700 Ом, и немного отличаться при смене полярности.

Линия «исток» «затвор» должна иметь проводимость с аналогичным сопротивлением, но только в одном направлении. Такая же ситуация при проверке «сток» «затвор».

Проверить транзистор мультиметром прозвонкой на исправность: биполярный, полевой, составной

Любая электронная схема состоит из полупроводниковых элементов. Наиболее распространённые из них транзисторы. Хотя в последнее время выпускаемые элементы отличаются надёжностью, но всё же нарушения в работе электронных устройств могут привести к повреждению полупроводника.

Перед тем как проверить транзистор мультиметром, необязательно выпаивать его из схемы, но для получения точных результатов лучше это сделать.

Принцип работы и виды транзисторов

Транзисторы — это полупроводниковые приборы, служащий для преобразования электрических величин. Основное их применение заключается в усилении сигнала и способность работать в режиме ключа. Они выпускаются с тремя и более выводами. Существует три вида приборов:

• биполярные;
• полевые;
• биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Бывает ещё составной транзистор. Он подразумевает электрическое объединение в одном корпусе нескольких приборов одного типа. Такие сборки называются парой Дарлингтона и Шиклаи, также имеют три вывода.

Биполярное устройство

Разделяются по своему типу. Выпускаются как электронного, так и дырочного типа проводимости. В своей конструкции используют n-p или p-n переход. Дырочного типа транзисторы состоят из двух крайних областей p проводимости, и средней n проводимости. Электронного типа наоборот. Средняя зона называется базой, а примыкающие к ней области коллектором и эмиттером. Каждая зона имеет свой вывод.

Промежуток между граничащими переходами очень мал, не превышает микрометры. При этом содержание примесей в базе меньше, чем их количество в других зонах прибора. Графически биполярный прибор обозначается для PNP стрелкой внутрь, а NPN стрелкой наружу, что показывает направление тока.

Перед тем как проверить биполярный транзистор мультиметром, нужно понимать, какие физические процессы происходят в приборе. Основа работы устройства лежит в способности p-n перехода пропускать ток в одном направлении. При подаче питания на одном переходе возникает прямое напряжение, а на другом обратное. Область перехода с прямым напряжением имеет малое сопротивление, а с обратным — большое.

Принцип работы заключается в том, что прямой сигнал влияет на токи эмиттера и коллектора. При увеличении величины прямого сигнала возрастает ток в области прямого подключения. Носители заряда перемещаются в зону базы, что приводит к увеличению тока и в обратной области подключения. Возникает объёмный заряд и электрическое поле, способствующее втягиванию в зону обратного подключения заряда другого знака. В базе происходит частичное уничтожение зарядов противоположного знака, процесс рекомбинации. Благодаря чему и возникает ток базы.

Эмиттером называется область прибора, служащая для передачи носителей заряда в базу. Коллектором называют зону, предназначенную для извлечения носителей заряда из базы. А база — это область для передачи эмиттером противоположной величины заряда. Основной характеристикой прибора является вольт-амперная характеристика. На схеме элемент обозначается латинскими буквами VT или Q.

Полевой прибор

Полевые транзисторы были изобретены в 1952 году. Основное их достоинство в высоком входном сопротивлении по сравнению с биполярными приборами. Такие элементы часто называются униполярными или мосфетами. Разделяют их по способу управления, на транзисторы с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором.

Полевой транзистор выпускается с тремя выводами, один из них управляющий, называемый затвор. Другой исток, соответствующий эмиттерному выводу в биполярном приборе, и третий сток, вывод с которого снимается сигнал. В каждом типе устройства есть транзисторы с n-каналом и p-каналом.

Работа прибора с управляющим каналом, например, n-типа, основана на следующем принципе. Источник питания, подключённый к прибору, создаёт на его переходе обратное напряжение. Если уровень входного сигнала изменяется, то изменяется и обратное напряжение. Это приводит к тому, что меняется площадь, через которую протекают основные носители заряда. Такая площадь называется каналом. Полевые транзисторы изготавливаются методом сплавления или диффузией.

Мосфет с изолированным затвором представляет собой металлический канал, отделённый от полупроводникового слоя диэлектриком. Общепринятое название прибора — MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor).

Основанием элемента служит пластинка из кремния с дырочной электропроводностью. В ней создаются области с электронной проводимостью, соответственно образующие исток и сток. Такой мосфет работает в режиме обеднения или обогащения. В первом случае на затвор подаётся напряжение относительно истока отрицательного значения, из канала выдавливаются электроны, и ток истока уменьшается. Во втором режиме, наоборот, ток увеличивается из-за втягивания новых носителей заряда.

Транзистор с индуцированным каналом, открывается при возникновении разности потенциалов между затвором и истоком. Для полевика с p-каналом к затвору прикладывается отрицательное напряжение, а с n-каналом положительное. Особенность мощных транзисторов состоит в том, что вывод истока соединяется с корпусом прибора. При этом соединяется база с эмиттером. Такое соединение образует диод, который в закрытом состоянии не влияет на работу прибора.

Биполярный тип с изолированным затвором

Устройства такого типа называются IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Это сложный прибор, в котором, например, полевой n-канальный транзистор управляется биполярным устройством типа PNP.

К эмиттеру биполярного транзистора подключается коллектор мосфета. Если на затвор подаётся напряжение положительной величины, то между эмиттером и базой транзистора возникает проводящий канал. В результате транзистор IGBT отпирается, падение напряжения на PN переходе уменьшается. Когда значение напряжения увеличивается, то пропорционально увеличивается и ток канала в базе биполярного прибора, а падение напряжения на IGBT транзисторе уменьшается. Если полевой транзистор заперт, то и ток биполярного прибора будет почти нулевым.

Как пользоваться цифровым мультиметром

Для того чтобы провести измерения, тестер подключается набором проводов к измеряемому элементу. На одном конце каждого из проводов находится штекер, предназначенный для установки в гнездо измерителя, а на другом — контактный щуп. Порядок измерения электронным мультиметром в общем виде можно представить в виде следующих действий:

1. Включить устройство, нажав на кнопку ON/OFF.
2. Вставить штекера проводов в соответствующие гнёзда на панели. COM — общее гнездо для подключения щупа. V/Ω — положительное гнездо для подключения щупа.
3. Поворотный выключатель установить в положение диодной прозвонки «o)))».
4. Прижать измерительные щупы к выводам прибора.
5. Снять показания с экрана.

Кроме метода прозвонки, если позволяет тестер, можно провести измерения полупроводникового элемента установив переключатель в положение hFE. В таком случае провода и щупы не понадобятся. Но этот метод подходит только для биполярных приборов.

Проверка биполярного прибора тестером

Проверку прибора можно осуществить двумя способами. Для этого в тестере используется режим прозвонки или специально предназначенный режим проверки биполярных транзисторов.

На начальном этапе выясняется тип проводимости элемента. Для этого можно воспользоваться справочником или вычислить путём прозвонки. База вычисляется методом перебора. Щуп с общего вывода тестера подключается к одному из выводов транзистора, а щуп со второго вывода по очереди прикасается к двум оставшимся ножкам радиоэлемента. При этом смотрится какую величину сопротивления показывает тестер.

Необходимо найти такое положение, чтоб величина значения сопротивления между выводами составляла бесконечность. На цифровом тестере в режиме прозвонки будет гореть единица. Если такое положение не найдено, следует зафиксировать щуп второго вывода, а щупом с общего выхода осуществлять перебор.

Когда требуемая комбинация будет достигнута, то вывод, по отношению которого измеряется сопротивление, будет базой. Для вычисления выводов коллектора и эмиттера понадобится: в случае pnp транзистора на вывод базы — подать отрицательное напряжение, а для npn — положительное. Сопротивление перехода эмиттер — база будет немного больше, чем база-коллектор.

Например, исследуя биполярный низкочастотный транзистор NPN типа MJE13003, который имеет последовательность выводов база, коллектор, эмиттер, понадобится:

1. Переключить мультиметр в режим прозвонки.
2. Стать положительным щупом на базу прибора.
3. Вторым концом прикоснуться к коллектору прибора, сопротивление должно быть около 800 Ом.
4. Второй конец переставить на эмиттер прибора, сопротивление должно составить 820 Ом.
5. Поменять полярность. На базу стать отрицательным щупом, а к коллектору и эмиттеру прикоснуться поочерёдно вторым концом. Сопротивление должно быть бесконечным.

Если во время проверки все пункты выполняются верно, то транзистор исправен. В ином случае, при возникновении короткого замыкания между любыми переходами, или обрыва в обратном включении, делается вывод о неисправности транзистора. Проверка прибора обратной проводимости проводится аналогичным образом, лишь меняется полярность приложенных щупов. Таким способом можно проверить транзистор мультиметром, не выпаивая его, так и сняв с платы.

Второй способ измерения при использовании современного мультиметра, позволит не только проверить исправность полупроводникового прибора, но и определить коэффициент усиления h31. В зависимости от типа и вида, ножки транзистора совмещаются с соответствующими надписями на гнезде, обозначенном также hFE. При включении прибора на экране появится цифра, обозначающая коэффициент усиления транзистора. Если цифра определяется равной нулю, то такой транзистор работать не будет, или же неправильно определена его проводимость.

Определение целостности полевого радиоэлемента

Такой тип электронного прибора не получится проверить без выпайки из схемы. Способ проверки как для n-канального, так и для p-канального, а также IGBT вида, одинакова. Разница лишь в полярности, прикладываемой к выводам. Например, исправность F3NK80Z n-канального прибора выясняется по следующему алгоритму:

1. Мультиметр переключается в режим прозвонки.
2. Щуп общего провода прикасается к стоку прибора, а положительный — к истоку.
3. Щуп переставляется с истока на затвор. Переход в транзисторе откроется.
4. Возвращаем щуп на исток. Значение сопротивления должно быть маленьким, прибор, если у него есть звуковая прозвонка, запищит.
5. Для закрытия прибора щуп общего провода соединяется с затвором, при этом положительный щуп с истока не снимается.
6. Устанавливается положения щупов согласно первому пункту.

Для проверки p-типа проводимости последовательность операций остаётся такой же, за исключением полярности щупов, которая меняется на обратную.

Для мощных полевых приборов может случиться так, что напряжения тестера не хватит для его открытия. Так как прозвонить такой полевой транзистор мультиметром не удастся, понадобиться применить дополнительное питание. В таком случае в разрыв через сопротивление 1–2 кОм подаётся постоянное напряжение равное 12 вольт.

Существуют такие радиоэлементы, например, КТ117а, имеющие две базы. Их относят к однопереходным приборам. В современных устройствах они не получил широкого применения, но порой встречаются. У них нет коллектора.

Такие транзисторы тестером проверяются только на отсутствие короткого замыкания между выводами. Убедиться в его работе можно воспользовавшись схемой генератора.

Тестирование составного полупроводника

Такой элемент по своей конструкции напоминает микросхему. Так как проверить микросхему на работоспособность мультиметром практически невозможно, так нельзя и проверить составной прибор, используя только тестер. Для тестирования понадобится собрать несложную схему.

В ней применяется источник постоянного напряжения 10−14 вольт. Нагрузкой цепи служит лампочка. В качестве резистора используется элемент мощностью 0,25 Вт. Его сопротивление рассчитывается по формуле h31*U/I, где:

• h31— коэффициент усиления;
• U — напряжение источника питания;
• I — ток нагрузки.

Для проверки на базу подаётся положительный сигнал от источника питания. Лампочка светится. При смене полярности лампочка гаснет. Такое поведение говорит о работоспособности прибора.

Таким образом, узнав, как прозвонить транзистор мультиметром, можно легко вычислить неисправный элемент в схеме, даже его не выпаивая.

Originally posted 2018-04-06 09:11:12.

Полевой транзистор | Nuts & Volts Magazine

» Перейти к дополнительным материалам

Необходимое устройство для современной ИС

Широко используемый биполярный транзистор , в котором электроны или дырки проходят через два PN-перехода полупроводника, представляет собой ток усилительное устройство. Хотя напряжение может быть усилено косвенно, если используются конфигурации проводки «общий эмиттер» или «общий коллектор», тем не менее, небольшое количество входных ток всегда должен протекать в область базы транзистора для целей управления.

Другой тип полупроводниковых устройств, полевой транзистор или «FET», не знаком многим любителям электроники, возможно, потому, что его легко повредить при неправильном использовании. Полевой транзистор напрямую усиливает напряжение , а ток , необходимый для управления, настолько мал, что его нельзя измерить обычными приборами. Этот транзистор фактически был первым типом полупроводникового усилителя, теоретически предсказанным в Bell Labs еще в 19 веке.50-х годов, но оно не превратилось в практическое устройство до тех пор, пока биполярный тип не стал популярным. Однако в настоящее время полевые транзисторы стали наиболее распространенным типом, их десятки миллионов в каждой микросхеме микропроцессора.

При таком огромном количестве транзисторов, работающих в одном кристалле, нам, конечно, не хочется, чтобы для управления каждым из них требовался большой ток — заряд батареи быстро расходовался бы, а тепло пришлось бы тратить много. удалить. Кроме того, существует множество других приложений, где желателен сверхнизкий входной ток. Очевидным примером является первая ступень точного вольтметра, когда мы не хотим вызывать каких-либо новых падений напряжения, отводя ток из исследуемой цепи.

Еще одним преимуществом полевого транзистора, возможно, менее важным, является тот факт, что его входные и выходные характеристики аналогичны характеристикам электронных ламп. Поскольку лампы используются примерно с 1910 года, у нас есть большой опыт работы с ними, и некоторые разработчики чувствуют себя более комфортно с полевыми транзисторами, чем с биполярными устройствами, особенно в аудиоусилителях. (Действительно ли это преимущество граничит как с эмоциональными, так и с научными факторами. Некоторые читатели могут узнать в авторе настоящей статьи одного из первых сторонников этого активно обсуждаемого вопроса, поэтому мы не будем его обсуждать. дальше сюда!)

Во всяком случае, полевой транзистор полностью реагирует на напряжение на управляющем электроде, и это можно использовать для дросселирования достаточно больших величин выходного тока и/или напряжения в двух других проводах.

Полевой транзистор JFET

Вместо транзистора, проводящего ток через оба PN-перехода во включенном состоянии («биполярный»), один тип полевого транзистора можно изготовить только с одним PN-переходом («однопереходный»). Поскольку у него есть переход, он называется juncFET или JFET, а упрощенная диаграмма поперечного сечения показана на рис. 9.0038 Рисунок 1 .

РИСУНОК 1. Упрощенное поперечное сечение полевого транзистора с рабочей схемой. Это N-канал, режим истощения и нормально включенный. Символ находится в правой части рисунка.

Прямоугольники, обведенные толстой линией, представляют собой твердые материалы, включая две области кремния P-типа, но не проводящие заметный ток. В середине есть область N-типа, которая может проводить весь ток. В очень простой схеме, показанной на схеме, которую читатель может легко построить, чтобы получить некоторый опыт работы с JFET, омметр измеряет напряжение, а также показывает ток нагрузки. Этот тип полевого транзистора обычно находится во включенном состоянии до подачи какого-либо управляющего напряжения. Если потенциометр 5К установить так, чтобы на «затворе» не было напряжения (сдвинув его стрелку вниз, как показано на схеме), то «положительный» ток нагрузки с омметра идет в левый верхний угол полевого транзистора, затем вниз в самый верхний металл, затем вниз через непрерывный кремний N-типа и из транзистора через нижний металл. (Области «Ox.» представляют собой изоляторы из диоксида кремния.)

Диаграмма нарисована не в масштабе, и прямоугольники показывают области размером всего около микрона. (Более формальное обозначение размера — «микрометр», что составляет миллионную часть метра.) Металл обычно представляет собой тонкую алюминиевую или медную пленку толщиной около микрона, и вся конфигурация иногда бывает более сложной, чем показано на этой упрощенной схеме. Кремний P-типа (справа, как показано здесь) в основном просто механическая опора для меньших активных областей, которые обеспечивают проводимость. Его часто называют «подложкой».

Чтобы выключить транзистор, можно увеличить значение потенциометра 5K, чтобы обеспечить отрицательное управляющее напряжение. Это заряжает область P-типа, но на самом деле электричество практически не течет, потому что есть «обратно смещенный» PN-переход (отрицательное напряжение на кремнии P-типа и положительное на N). Однако этот заряд сильно отталкивает электроны от очень тонкого проводящего «канала» N-типа в середине. Там образуется обедненная зона, содержащая меньше электронов, поэтому кремний внутри овала со штриховыми линиями становится собственным (I-типа, как обозначено буквой I в скобках), который является изолирующим, и полевой транзистор перестает проводить. Этот тип поведения называется «режим истощения». Поскольку управляющее действие осуществляется электрическим поле (а не носителями, текущими в базовую область), все устройство называется полевым транзистором или «FET».

Один металлический электрод называется истоком, один — затвором, а третий — стоком, подобно эмиттеру, базе и коллектору в биполярном транзисторе. Это «N-канальное» устройство, потому что ток проходит через кремний N-типа. Символ показан справа от поперечного сечения. Другой тип JFET, устройство с «P-каналом», имеет противоположные типы полупроводниковых областей P и N, поэтому стрелка на символе направлена ​​в сторону от канала. Этот тип ворот должен быть заряжен положительно, чтобы отключить канал, отталкивая дырки. Он не так распространен, как показанный здесь, но он существует и может быть полезен для особых целей.

Диод постоянного тока

Интересным применением полевого транзистора является «диод постоянного тока». Общий эффект аналогичен эффекту биполярного регулятора напряжения, за исключением того, что здесь регулируется ток вместо напряжения. Это может быть очень простая схема, как показано на рис. 2 , диаграмма B. это слева. Два других символа справа относятся к источникам постоянного тока, включающим в себя источники питания, такие как батареи.

Глядя на отрицательный ток, который течет вверх через резистор, часть его направляется на затвор, который частично отключает полевой транзистор. Это отрицательная обратная связь, поэтому если ток в цепи начинает увеличиваться, то транзистор еще больше запирается. Таким образом, протекает меньший ток, пока не будет достигнут некоторый постоянный уровень тока. JFET и потенциометр находятся внутри изолирующего пластикового «упаковки». Все это плюс источник питания, такой как батарея (здесь не показана), символизируется двумя перекрывающимися кругами, Рисунок 2 , диаграмма C. Иногда используется альтернативный символ со стрелкой вверх, особенно в Европе, как показано на диаграмме D. , устройство металл-оксид-полупроводник или «MOS».

РИСУНОК 3. Упрощенная схема поперечного сечения полевого МОП-транзистора с рабочей схемой. Это N-канальный, расширенный режим, и обычно он выключен. Два альтернативных символа показаны справа.

В этом транзисторе имеется изолирующий диоксид кремния, чтобы предотвратить попадание тока затвора в основной полупроводник, вместо перехода с обратным смещением, который использовался в JFET. Его иногда называют «IGFET» из-за изолированного затвора. Это обычно выключенное устройство, которое должно быть включено каким-либо действием, и поэтому оно называется устройством с «расширенным режимом». (БТПТ также может быть выполнен в конфигурации режима разрядки. )

На рисунке, если потенциометр повернут до нулевого напряжения, то ток батареи, стремящийся пройти как через лампочку, так и через транзистор, будет остановлен одним из ПН-переходы. На этой диаграмме это верхний, который имеет обратное смещение. (Изначально пунктирная линия и область N в середине отсутствуют.)

Если стрелка потенциометра поднята и теперь на затвор подается положительный потенциал, дырки в кремнии P-типа отталкиваются, в результате чего эта область становится N-типа (обозначается буквой N в скобках). Теперь нет PN-перехода непосредственно на пути между верхней и нижней областями N-типа, потому что все это одна непрерывная область N-типа (нарисованная вертикальной чертой, со штриховой линией как одним краем). Этот транзистор также N-канальный, потому что электричество проходит через кремний N-типа, когда он включен.

Если читатель хочет получить некоторый опыт работы с полевым МОП-транзистором, можно разместить амперметр, как показано на рис. 3 , чтобы показать, что через затвор не протекает измеряемый ток, даже когда лампочка горит. На этой схеме мультиметр переключен на измерение тока и перемещен к выводу затвора. (Эта схема также может быть использована для эксперимента с JFET. Экспериментатор должен помнить, что меры предосторожности во избежание повреждения МОП-устройств описаны в разделе «Чувствительность к электростатическим разрядам» ниже.)

Символы MOSFET показаны справа. Стрелка в данном случае указывает на то, что электрод «исток» внутренне соединен с подложкой, что часто делается, если один из PN-переходов не собирается использоваться.

Если бы устройство было P-канальным, исток и сток были бы P-типа, а стрелка была бы направлена ​​в сторону от подложки N-типа.

Характеристические кривые и нагрузочная линия

Типичные «технические листы» полевых транзисторов используют форматы, аналогичные форматам электронных ламп. Формы кривых почти такие же, но напряжения обычно намного ниже. Вход V _GS и выход I _D . В этом случае полевой МОП-транзистор типа 2N7000 используется в режиме расширения N-канала.

«Линия загрузки» показана здесь пунктирной линией. Его наклон представляет собой эффект сопротивления нагрузки (например, лампочка в рис. 4 ), и он весьма ценен как способ показать величину тока в любой ситуации.

РИСУНОК 4. Кривые характеристик для полевого МОП-транзистора 2N7000 с линией нагрузки.

В показанном здесь случае сопротивление нагрузки составляет 1000 Ом, а V _DS — 20 вольт. Пунктирная линия нагрузки проведена от максимально возможного напряжения (обозначенного здесь как B) до максимально возможного тока с этой конкретной нагрузкой, который составляет 20 В/1 кВт = 20 мА (обозначен как A). Если транзистор частично включен (V _GS = 3 вольта), ток стока будет около 11 мА, как показано точкой пересечения (круг под буквой C).

КМОП

Два МОП-транзистора противоположного типа могут быть подключены, как в Рисунок 5 , в комплементарной конфигурации MOS («КМОП»).

РИСУНОК 5. Пара КМОП-транзисторов . Ток чрезвычайно низок, когда нет входного сигнала.

Когда на вход не подается сигнал, один из транзисторов всегда «закрыт», поэтому практически нулевой ток может проходить от источника питания вниз через резистор, а затем через пару транзисторов. Когда на вход поступает сигнал, то ток нагрузки может сниматься с выходной клеммы либо при высоком (V+), либо при низком (земля) напряжении, в зависимости от полярности входного напряжения. Однако в ситуациях, когда нет входа, общий ток практически равен нулю.

Современные интегральные схемы имеют миллионы транзисторов, соединенных параллельно, поэтому, если бы через каждый неиспользуемый транзистор протекал микроампер «тока утечки», источник питания или батарея все равно постоянно потребляли бы ампер или больше. . Это будет генерировать много тепла, а также слишком быстро разряжать батареи для портативных устройств. Поэтому почти во всех современных калькуляторах, портативных компьютерах, сотовых телефонах и т. д. по возможности используются КМОП-схемы.

Чувствительность к электростатическим разрядам

МОП-транзистор особенно восприимчив к статическому электричеству, которое возникает, когда человек идет по ковру в сухую погоду. Искра, которую человек производит при прикосновении к металлической лицевой панели выключателя света, называется электростатическим разрядом или «ЭСР», но полевой МОП-транзистор может быть поврежден, даже если статического электричества недостаточно для образования видимой искры.

Статическое электричество может разрушить очень тонкий оксид кремния, изолирующий ворота. Некоторые МОП-транзисторы защищены стабилитронами, присоединенными параллельно им, внутри корпусов, но большинство не защищены. Чтобы предотвратить повреждение, люди, работающие с IGFT, всегда должны соблюдать следующие две меры предосторожности:

1. Прикасайтесь руками только к пластиковой изоляции, а не непосредственно к металлическим проводам;
2. Используйте заземленный браслет.

Последний представляет собой пластиковую ленту (обычно черного или розового цвета), проводящую электричество и прикрепленную к длинному проводу. Его следует закрепить на любом запястье, касаясь кожи человека, а затем другой конец провода подключить к хорошему заземлению, например к водопроводной трубе. NV

Список деталей

Проверка полевого транзистора на утечку и отказ