Содержание
Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе IRLR2905 (13В)
При построении сильноточных стабилизаторов напряжения радиолюбители обычно используют специализированные микросхемы серии 142 и аналогичные, «усиленные» одним или несколькими, включенными параллельно, биполярными транзисторами. Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор.
Принципиальная схема
Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис. 1. Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение около 13 В (эффективное значение) поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр.
На конденсаторах фильтра оно равно 16 В. Это напряжение поступает на сток мощного транзистора VT1 и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор.
Рис. 1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на мощном полевом транзисторе IRLR2905 (13В).
Часть выходного напряжения через делитель R2, R3 подается на вход микросхемы DA1, замыкая цепь ООС. Напряжение на выходе стабилизатора возрастает вплоть до того момента, пока напряжение на входе управления микросхемы DA1 не достигнет порогового, около 2,5 В.
В этот момент микросхема открывается, понижая напряжение на затворе мощного транзистора, т.е. частично закрывая его, и, таким образом, устройство входит в режим стабилизации. Лучшие результаты удастся получить, если диод VD2 подключить к выпрямительному мосту (рис. 1.6).
В этом случае напряжение на конденсаторе С5 увеличится, поскольку падение напряжения на диоде VD2 будет меньше, чем падение напряжения на диодах моста, особенно при максимальном токе.
Рис. 2. Печатная плата.
При необходимости плавной регулировки выходного напряжения постоянный резистор R2 следует заменить переменным или подстроенным резистором.
В стабилизаторе в качестве регулирующего элемента применен мощный полевой транзистор IRLR2905. Хотя он и предназначен для работы в ключевом (переключательном) режиме, в данном стабилизаторе он используется в линейном режиме.
Транзистор имеет в открытом состоянии весьма малое сопротивление канала (0,027 Ом), обеспечивает ток до 30 А при температуре корпуса до 100°С, обладает высокой крутизной и требует для управления напряжения на затворе всего 2,5…3 В. Мощность, рассеиваемая транзистором, может достигать 110 Вт.
Полевым транзистором управляет микросхема параллельного стабилизатора напряжения КР142ЕН19 (импортный аналог TL431). Конденсаторы — малогабаритные танталовые, резисторы — МЛТ, С2-33, диод VD2 — выпрямительный с малым падением напряжения (германиевый, диод Шоттки). Параметры трансформатора, диодного моста и конденсатора С1 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения и тока.
Хотя транзистор и рассчитан на большие токи и большую рассеиваемую мощность, для реализации всех его возможностей необходимо обеспечить эффективный теплоотвод.
Налаживание стабилизатора сводится к установке требуемого значения выходного напряжения. Надо обязательно проверить устройство на отсутствие самовозбуждения во всем диапазоне рабочих токов. Для этого напряжения в различных точках устройства контролируют с помощью осциллографа.
Если самовозбуждение возникает, то параллельно конденсаторам C1, С2 и С4 следует подключить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ с выводами минимальной длины. Размещаются эти конденсаторы как можно ближе к транзистору VT1 и микросхеме DA1.
Печатная плата устройства приведена на рис. 2 Эта плата рассчитана на установку малогабаритных деталей в корпусах для поверхностного монтажа, в том числе и микросхема КР142ЕН19 требует замены на импортный аналог в корпусе SO-8.
Схема на биполярном транзисторе
Рис. 3. Схема блока питания без полевого транзистора.
В случае, если полевой транзистор найти не удалось, стабилизатор можно выполнить по другой схеме (рис. 3.), на мощных биполярных транзисторах, с использованием той же микросхемы. Правда, максимальный ток нагрузки у этого варианта стабилизатора не более 3…4 А.
Для повышения коэффициента стабилизации применен стабилизатор тока на полевом транзисторе, в качестве регулирующего элемента применен мощный составной транзистор. Трансформатор должен обеспечивать на вторичной обмотке напряжение не менее 15 В при максимальном токе нагрузки.
Первоисточник: неизвестен.
|
Системы и методы управления возбуждением генератора
Системы возбуждения
Системы возбуждения можно определить как систему, которая подает ток возбуждения на обмотку ротора генератора. Хорошо спроектированные системы возбуждения обеспечивают надежность работы, стабильность и быструю переходную характеристику.
Четыре распространенных метода возбуждения включают:
- Шунт или самовозбуждение
- Система повышения возбуждения (EBS)
- Генератор с постоянными магнитами (PMG)
- Вспомогательная обмотка (AUX).
Каждый метод имеет свои индивидуальные преимущества. Во всех методах используется автоматический регулятор напряжения (AVR) для подачи постоянного тока на статор возбудителя. Выход переменного тока ротора возбудителя выпрямляется на вход постоянного тока для основного ротора генератора. Более продвинутые системы используют дополнительный вход в AVR. В этой статье будут рассмотрены конструкция, функции и применение каждого метода, а также приведены диаграммы и иллюстрации для каждого из них.
Автоматический регулятор напряжения (АРН)
Конструкция АРН зависит от используемого возбуждения. Все они получают входные данные от статора генератора, когда он вращается. АРН с возможностью получения второго входа для уменьшения или устранения внутренних гармоник, вызванных сигналами обратной связи нагрузки, используются для приложений с нелинейной нагрузкой. Обычно используются два типа:
- Силиконовый управляемый выпрямитель (SCR) — измеряет уровень мощности статора и определяет его срабатывание по напряжению возбудителя. Может вызвать проблемы при использовании с нелинейными нагрузками.
- Полевой транзистор (FET) — воспринимает уровень мощности от статора и преобразует его в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на возбудитель. Этот стиль AVR можно использовать для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, приводящей к сбоям возбуждения.
Шунт или самовозбуждающийся
Шунтирующий метод отличается простой и экономичной конструкцией для подачи питания на АРН. Этот метод не требует дополнительных компонентов или проводки. При возникновении проблем поиск и устранение неисправностей упрощается за счет меньшего количества компонентов и проводки для проверки.
Когда генератор вращается, статор подает входное напряжение на АРН. Кроме того, АРН имеет датчики, которые контролируют выход статора.
АРН обеспечивает питание возбудителя и выпрямляет его до постоянного тока. Ток индуцируется на статоре для выхода нагрузки.
Самым большим недостатком этой системы является то, что на АРН влияет нагрузка, которую питает генератор. Когда нагрузка увеличивается, напряжение начинает уменьшаться, и АРН должен подавать больший ток на возбудитель, чтобы удовлетворить спрос. Это доводит AVR до предела. Если AVR выходит за его пределы, поле возбуждения разрушается. Выходное напряжение уменьшается до небольшой величины.
Если произойдет короткое замыкание в цепи питания АРН, генератор не будет иметь источника возбуждения. Это приводит к потере выходной мощности генератора.
Генераторы с шунтирующим или самовозбуждающимся методом могут использоваться на линейных нагрузках (постоянная нагрузка). Генераторы с этим методом возбуждения не рекомендуются для приложений с нелинейными нагрузками (переменная нагрузка). Гармоники, связанные с нелинейными нагрузками, могут вызвать пробой поля возбуждения.
Система повышения возбуждения (EBS)
Система EBS состоит из одних и тех же основных компонентов, обеспечивающих входы и получающих выходы от AVR. Дополнительными компонентами в этой системе являются:
- Модуль управления усилением возбуждения (EBC)
- Повышающий генератор возбуждения (EBG).
EBG установлен на ведомом конце генератора. Внешний вид такой же, как у постоянного магнита. EBG подает питание на контроллер при вращении вала генератора.
Модуль управления EBC подключен параллельно к AVR и возбудителю. EBC получает сигнал от AVR. При необходимости контроллер подает на возбудитель различные уровни тока возбуждения, которые зависят от потребностей системы.
Дополнительный источник питания системы возбуждения поддерживает требования к нагрузке. Это позволяет запустить генератор и восстановить напряжение возбуждения.
Эта система возбуждения не рекомендуется для приложений с длительным питанием. Он предназначен для аварийного или резервного питания. Когда генератор запускается, система EBS отключается до тех пор, пока не будет достигнута рабочая скорость. EBG все еще генерирует энергию, но контроллер не распределяет ее.
Система допускает динамическую реакцию, менее дорогая и соответствует требованиям по обеспечению 300% тока короткого замыкания. Нелинейные нагрузки, такие как запуск двигателя, улучшаются по сравнению с методом шунта или с самовозбуждением.
Генератор на постоянных магнитах (PMG)
Генераторы, оснащенные постоянными магнитами, относятся к наиболее известным методам с раздельным возбуждением. На ведомом конце вала генератора установлен постоянный магнит.
PMG подает изолированное питание на АРН, когда вал генератора вращается. АРН использует дополнительную мощность при питании нелинейных нагрузок, таких как; запуск моторов.
При вращении вала генератора создается чистый, изолированный, непрерывный трехфазный сигнал.
Некоторые из преимуществ использования генераторов, оснащенных методом возбуждения PMG:
- Поле возбуждения не разрушается, что позволяет устранить устойчивые неисправности короткого замыкания.
- Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
- Напряжение создается при первоначальном запуске и не зависит от остаточного магнетизма в поле.
- При пуске двигателя поле возбуждения не разрушается из-за отсутствия питания АРН.
Система PMG увеличивает вес и размер со стороны генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, в которых используются двигатели с пуском и остановом, а также другие нелинейные нагрузки.
Вспомогательная обмотка (AUX)
Метод вспомогательной обмотки используется уже много лет. Область применения варьируется от морского до промышленного применения и более практична в более крупных установках.
Этот метод имеет отдельное поле возбуждения, однако не использует компонент, прикрепленный к ведомому концу вала генератора. В этих методах для дополнительного возбуждения используется вращение вала и постоянный магнит или генератор.
В статор установлена дополнительная однофазная обмотка. По мере вращения вала генератора основные обмотки статора подают напряжение на АРН, как и во всех вышеперечисленных способах.
Дополнительные однофазные обмотки подают напряжение на АРН. Это создает дополнительное напряжение возбуждения, необходимое при питании нелинейных нагрузок.
Для приложений с линейной нагрузкой могут использоваться методы возбуждения шунтирования, EBS, PMG и AUX. Шунтовое возбуждение является наиболее экономичным методом.
Для приложений с нелинейной нагрузкой можно использовать методы возбуждения EBS, PMG и AUX. Возбуждение PMG является наиболее распространенным и широко используемым.
>>Вернуться к статьям и информации<<
Работа, типы, работа, преимущества и применение
Транзисторы являются основными строительными блоками в электронных и логических схемах, где они используются для переключения и усиления. MOSFET — это тип FET (полевой транзистор), затвор которого электрически изолирован с помощью изолирующего слоя. Поэтому он также известен как IGFET (полевой транзистор с изолированным затвором).
Содержание
Что такое МОП-транзистор?
МОП-транзистор или Металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор представляет собой тип полевого транзистора, имеющего четыре контакта , а именно сток , затвор , исток / корпус. Клемма корпуса закорочена, а клемма истока оставляет в общей сложности три рабочих клеммы, как и любой другой транзистор.
МОП-транзистор проводит ток между истоком и стоком по пути, называемому каналом. Ширина этого канала регулируется напряжением на клемме затвора.
MOSFET — это устройство, управляемое напряжением, выход которого зависит от напряжения на затворе. Затвор из оксида металла электрически изолирован от канала с помощью тонкого слоя диоксида кремния. Он значительно увеличивает свое входное сопротивление в диапазоне мегаом «10 6 = МОм». Следовательно, MOSFET не имеет входного тока.
- Похожие сообщения: Что такое диод? Конструкция и работа диода PN-перехода
Символ
МОП-транзистор в основном бывает двух типов
- МОП-транзистор с обеднением или D-МОП-транзистор
- Расширение MOSFET или E-MOSFET
Оба этих типа можно разделить на N-канальные и P-канальные.
D-MOSFET также известен как «нормально включенный» MOSFET, потому что он имеет встроенный канал во время производства. Приложение напряжения затвора уменьшает ширину канала, отключая МОП-транзистор. В то время как E-MOSFET также известен как «нормально выключенный» MOSFET, потому что в нем нет канала во время изготовления, но он индуцируется приложением напряжения.
Поэтому символ D-MOSFET имеет непрерывную линию, обозначающую канал между стоком и истоком, который позволяет протекать току при нулевом напряжении затвор-исток. В то время как прерывистая линия в E-MOSFET представляет собой прерывистый путь или отсутствие канала для протекания тока при нулевом напряжении затвор-исток. Стрелка, указывающая внутрь, показывает N-канальный, а стрелка, указывающая наружу, показывает P-канальный МОП-транзистор.
MOSFET Области применения
Транзисторы действуют как изолятор или проводник на основе очень слабого сигнала. МОП-транзистор, как и любой другой транзистор, также работает в трех областях.
Область отсечки: В этой области МОП-транзистор остается выключенным и ток стока отсутствует I D . Когда MOSFET используется в качестве переключателя, он использует эту область как выключенное или разомкнутое состояние переключателя.
Область насыщения: В области насыщения МОП-транзистор обеспечивает постоянный ток между истоком и стоком. Он действует как состояние ON или замкнутое состояние переключателя. МОП-транзистор полностью открыт, пропуская через него максимальный ток стока I D .
Линейная или омическая область: В этой области МОП-транзистор обеспечивает постоянное сопротивление, которое регулируется уровнем напряжения V GS . Ток стока I D увеличивается с уровнем напряжения V GS . Поэтому этот участок используется для усиления.
Типы MOSFET
MOSFET подразделяются на два основных типа:
- MOSFET типа истощения или D-MOSFET – (каналы D и N)
- Тип расширения MOSFET или E-MOSFET – (каналы D и N)
Похожие сообщения:
- Разница между D-MOSFET и E-MOSFET
- Разница между JFET и MOSFET
МОП-транзистор с обеднением
МОП-транзистор с истощением или D-MOSFET — это тип МОП-транзистора, в котором канал формируется в процессе изготовления. Другими словами, он имеет канал даже тогда, когда на него не подается напряжение. Следовательно, он может проводить ток между истоком и стоком, когда напряжение затвор-исток V ГС = 0 вольт. По этой причине он также известен как «нормально включенный» MOSFET.
Подключение клеммы затвор-исток в обратном смещении приведет к истощению канала носителя заряда, поэтому полевой МОП-транзистор называется истощением. Он уменьшает ширину канала до тех пор, пока он полностью не исчезнет. В этот момент D-MOSFET прекращает проводимость, и это напряжение V GS известно как пороговое напряжение V TH .
Если затвор и источник соединены в прямом смещении и V GS , в канал будет индуцироваться больше основных несущих, и его ширина увеличится. Это приведет к увеличению тока между стоком и истоком. Вот почему D-MOSFET может работать как в режиме истощения, так и в режиме улучшения.
D-MOSFET может быть N-канальным D-MOSFET или P-канальным D-MOSFET в зависимости от используемого канала. Тип канала также влияет на его смещение, а также на скорость и пропускную способность по току.
- Связанная статья: Тиристорный и кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)
N-канальный D-MOSFET
В N-канальном D-MOSFET электроды истока и стока размещены на небольших слоях N-типа. В то время как электрод затвора помещается поверх изолирующего слоя оксида металла, который электрически изолирует его от канала под ним. Канал для материала N-типа изготовлен поверх подложки P-типа.
Канал, поскольку он сделан из материала N-типа, состоит из электронов в качестве носителей заряда. Напряжение на затворе создает электрическое поле, влияющее на поток этих носителей заряда.
Когда затвор подключен с обратным смещением, т.е. приложено отрицательное напряжение V GS < 0 вольт, дырки от P-подложки будут притягиваться к затвору, истощая его электронами и уменьшая размер канала. При определенном отрицательном значении V GS полевой МОП-транзистор прекратит проводимость, так как канала не будет. Это V GS является пороговым напряжением V th . N-канальный MOSFET имеет –V th ,
При увеличении V GS улучшит (увеличит) свою проводимость, т.е. ток стока I D будет увеличиваться с напряжением сток-исток V DS . Однако это работает в омической области. Когда V DS достигает напряжения отсечки V p , I DS насыщается, I DSS и ток перестает увеличиваться. Этот режим используется для переключения приложений.
- Связанный пост: Биполярный переходной транзистор (BJT) | Конструкция, работа, типы и применение
Рабочие области N-канального D-MOSFET
Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V GS ≤ -V th . Ток стока I D = 0 отсутствует независимо от значения V DS . МОП-транзистор выключен.
Область насыщения: В этой области V GS > -V th и V DS > V p . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I DSS , который зависит от V GS.
Линейная или омическая область: В этой области V GS > -V th и V DS < V p . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I D увеличивается с V DS , в то время как его усиление зависит от V GS , как показано на характеристиках VI.
P-канальный D-MOSFET
P-канальный D-MOSFET имеет ту же конструкцию, что и N-канальный, за исключением стока, электроды истока лежат на слоях P-типа. а канал выполнен из P-слоя на подложке N-типа. В качестве носителей заряда используются дырки. Дырки имеют один недостаток по сравнению с электронами. Они намного тяжелее электронов и поэтому могут привести к некоторой потере скорости при работе.
В нормальных условиях он может проводить ток между истоком и стоком, пока между ними есть напряжение. напряжение затвора может влиять на ширину канала, увеличивая или уменьшая ее.
Когда на затвор подается положительное напряжение V GS , электрическое поле вызывает притяжение электронов из подложки N-типа, которая соединяется с дырками, тем самым истощая канал носителей заряда. Это уменьшает ширину канала и величину тока. в определенный момент V GS полностью устраняет канал и останавливает ток.
Следовательно, P-канальный D-MOSFET имеет положительное пороговое напряжение, т.е. он выключается при положительном напряжении V GS и включается при отсутствии V GS. Применение отрицательного напряжения вызовет появление большего количества дыр в канале, что приведет к увеличению или усилению проводимости тока.
Похожие сообщения:
- Транзистор PNP – конструкция, работа и применение
- Транзистор NPN – конструкция, работа и применение
Рабочие области P-канального D-MOSFET
Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V GS = +V th . Ток стока I D = 0 отсутствует независимо от значения V DS . МОП-транзистор выключен.
Область насыщения: В этой области V GS < +V th и V DS > V p . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I DSS , который зависит от уровня V GS.
Линейная или омическая область: В этой области V GS < +V th и V DS < V p . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I D увеличивается с V DS , а его усиление зависит от V GS , как показано в характеристиках VI.
Enhancement MOSFET
Enhancement MOSFET или E-MOSFET — это тип MOSFET, который не имеет канала при его изготовлении. Вместо этого канал индуцируется в подложке за счет приложения напряжения через электрод затвора. Напряжение повышает его проводимость, отсюда и название.
E-MOSFET не проводит ток и остается выключенным, когда на его затворе нет напряжения. Вот почему он также известен как «нормально выключенный» MOSFET. При приложении прямого напряжения между затвором и истоком носители заряда индуцируются в подложке, которая создает канал для проводимости тока между истоком и стоком.
Приложение напряжения выше порогового напряжения увеличивает ширину канала и увеличивает протекание тока, поэтому он называется улучшенным МОП-транзистором.
E-MOSFET также делится на N-Channel и P-Channel E-MOSFET.
N-Channel E-MOSFET
N-Channel E-MOSFET имеет ту же структуру, что и D-MOSFET, за исключением отсутствия канала при производстве. Канал индуцируется приложением напряжения к его затвору.
N-канальный E-MOSFET не будет проводить ток между выводами истока и стока, когда V GS = 0 вольт. Потому что нет канала для протекания тока. Приложение положительного напряжения +V GS к затвору создает электрическое поле под слоем затвора. Это приводит к притягиванию электронов от P-подложки и отталкиванию дырок от изолирующего слоя. Индуктивный канал, пропускающий ток между истоком и стоком.
В GS , при котором индуцируется канал, называется пороговым напряжением V th , и увеличение напряжения выше V th приводит к увеличению ширины канала.
- Похожие сообщения: Что такое инвертор? Типы инверторов и их применение
Рабочие области N-канального E-MOSFET
Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V GS ≤ 0 В. Ток стока отсутствует I D = 0 независимо от значения V DS . Он работает как переключатель.
Область насыщения: В этой области V GS > 0v и V DS > V GS . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I DSS , который зависит от уровня V GS.
Линейная или омическая область: В этой области V GS > 0 и V DS < V GS . МОП-транзистор действует как усилитель. В этом районе ток I D увеличивается с V DS , в то время как его усиление зависит от V GS , как показано в характеристиках VI.
P-канальный E-MOSFET
P-канальный E-MOSFET имеет ту же структуру, что и P-канальный D-MOSFET, за исключением отсутствия канала. Канала при его строительстве нет. Наводится нанесением V GS .
Когда –V GS наносится на затвор, под изолирующим слоем собираются положительные заряды (дырки), а электроны отталкиваются назад. Отверстия собираются вместе, образуя канал между истоком и стоком. Теперь, если приложить напряжение между истоком и стоком, он начнет проводить ток.
То же, что и N-канал, он не проводит ток, когда V GS = 0 В. При уменьшении напряжения ниже V th ширина канала увеличивается, позволяя большему току проходить через него.
Похожие сообщения:
- Семисегментный дисплей: типы 7-сегментных дисплеев, работа и приложения
- Что такое фильтр и типы фильтров с приложениями
Рабочие области N-канального E-MOSFET
Область отсечки: В этой области напряжение затвор-исток V GS ≥ 0 В. Ток стока I D = 0 отсутствует независимо от значения V DS . Он работает как переключатель.
Область насыщения: В этой области V GS < 0v и V DS > V GS . МОП-транзистор допускает максимальный ток стока I DSS , который зависит от уровня V ГС.
Линейная или омическая область: В этой области V GS < 0 и V DS < V GS . МОП-транзистор действует как усилитель. В этой области ток I D увеличивается с V DS , в то время как его усиление зависит от V GS , как показано на характеристиках VI.
Работа МОП-транзистора
МОП-транзистор может работать как переключатель или усилитель. Работа MOSFET зависит от его типа и смещения. Они могут работать в режиме истощения или в режиме улучшения.
МОП-транзисторы имеют изолирующий слой между каналом и электродом затвора. Этот изолирующий слой увеличивает его входное сопротивление. Следовательно, он не допускает никакого тока затвора. Вместо этого он работает от напряжения, подаваемого на клемму затвора.
Изолирующий слой образует плоский конденсатор, который имеет свои преимущества и недостатки. Он создает очень высокое входное сопротивление и, следовательно, имеет очень низкое энергопотребление. Но электростатический заряд может навсегда повредить этот тонкий изолирующий слой.
В режиме истощения МОП-транзистор имеет встроенный канал между выводами истока и стока. Приложение напряжения V DS между истоком и стоком вызывает протекание тока стока I D . Для уменьшения или прекращения проводимости тока I D на затвор подается напряжение обратного смещения V GS . он обедняет канал носителей заряда, уменьшая его ширину.
В расширенном режиме на затвор подается прямое напряжение смещения V GS , которое притягивает неосновные носители заряда от подложки. Они накапливаются под электродом затвора, увеличивая или увеличивая ширину канала. Эта ширина зависит от величины напряжения затвора. Чем выше напряжение, тем больше накапливается заряд и шире канал. Следовательно, ток стока I D тоже увеличивается.
- Связанный пост: Полномостовой инвертор — схема, работа, формы сигналов и использование
В следующей таблице показано состояние всех четырех типов полевых МОП-транзисторов при различных уровнях напряжения затвор-исток В
N-канал
Д-МОП-транзистор
Д-МОП-транзистор
Электронный МОП-транзистор
Электронный МОП-транзистор
В следующей таблице показаны рабочие области всех четырех МОП-транзисторов.
Тип МОП-транзистора | Область отсечки (состояние ВЫКЛ.) | Линейная/Омическая область (усилитель) | Область насыщения (включено) |
N-канал Д-МОП-транзистор | В GS ≤ -V th V DS = …. | V GS > -V th V DS < V P | V GS > -V th V DS ≥ V P |
P-канал Д-МОП-транзистор | V GS ≥ +V th V DS = …. | V GS < -V й В ДС < В Р | V GS < -V th V DS ≥ V P |
N-канал Электронный МОП-транзистор | V GS ≤ +V th V DS = …. | В GS > +V й В ДС < В ГС | В GS > +V й В ДС ≥ В ГС |
P-канал Электронный МОП-транзистор | V GS ≥ -V th V DS = …. | V GS < -V th V DS < V GS | V GS < -V th V DS ≥ V GS |
В ГС Вторник к напряжению источника V DS Дренаж к источнику напряжения
V TH Пологовое напряжение V P PINCE OFFTAGE
. DPLETION MOS-MOS-MOS-MOS-MOS-MOS-MOS-MOS. режиме, в то время как Enhancement MOSFET может работать только в режиме Enhancement.
В полевых транзисторах, поскольку сток и исток изготовлены из одного и того же материала, они взаимозаменяемы. Сток — это клемма, напряжение которой больше положительного, чем у истока.
Похожие сообщения:
- Транзистор, MOSFET и IGFET Символы
- Разница между BJT и FET транзисторами
Характеристики или кривая V-I полевых МОП-транзисторов
Передаточные характеристики: Кривая передаточных характеристик показывает зависимость между входным напряжением затвора V GS и выходным током стока I D .
Характеристики дренажа : Кривая характеристик стока показывает соотношение между напряжением сток-исток V DS и током стока I D .
N-канальный D-MOSFET
Передаточная кривая N-канального D-MOSFET показывает, что MOSFET проводит ток стока I D , когда пороговое напряжение V GS превышает напряжение V 3 Th 90. Пороговое напряжение ниже 0 В, что означает, что он может проводить при 0 В GS.
Характеристика стока показывает три рабочих области MOSFET; область отсечки, омического сопротивления и области насыщения, включая оба режима работы, т. е. режим истощения и режим обогащения. Омическая область и область насыщения разделены граничной линией, называемой местом отсечки . Напряжение отсечки – это минимальное напряжение, при котором происходит насыщение.
В омической области ток стока I D увеличивается с V DS . В области насыщения I D становится постоянным, называемым током насыщения, и изменяется только в зависимости от уровня V GS . В области отсечки I D остается нулевым, но V GS должен быть снижен ниже –V Th , как показано на кривой переноса.
При V GS = 0 В или ниже полевой МОП-транзистор работает в режиме истощения, при котором ширина канала и проводимость уменьшаются при падении напряжения. При напряжении выше 0 В он начинает усиливать и увеличивать проводимость.
P-канальный D-MOSFET
Отрицательная кривая передаточных характеристик показывает, что P-канальный D-MOSFET включается, когда V GS ниже предела +V th . Кривая характеристики стока показывает соотношение между V DS и I D для различных значений V GS. Когда напряжение затвор-исток V GS уменьшается , ток I D начинает увеличиваться.
Нет большой разницы между N-канальным и p-канальным MOSFET, за исключением того, что напряжения меняются местами.
- Сообщение по теме: Что такое твердотельное реле (SSR)? Типы реле SSR
N-канальный E-MOSFET
E-MOSFET не проводит ток при 0 В GS из-за отсутствия канала, как показано на графике. Однако, как только V GS превышает пороговое напряжение V th , он начинает проводить ток. Он работает так же, как D-MOSFET, работающий в расширенном режиме.
Ат В ГС < В Th , МОП-транзистор работает в области отсечки, где ток стока отсутствует I D . По мере увеличения V GS по сравнению с V Th I D начинается с и увеличивается с V DS в омической области. Когда V DS пересекает напряжение отсечки V P , определяемое местом отсечки, I D насыщается и становится постоянным.
P-канальный E-MOSFET
P-канальный E-MOSFET имеет ту же кривую характеристик, что и N-канальный E-MOSFET, за исключением того, что напряжения инвертированы.
- Похожие сообщения:
- Типы счетчиков
- Типы датчиков
Преимущества и недостатки MOSFET
Преимущества
- Основное преимущество MOSFET отсутствие затвора ток т. е.
- Имеет очень высокое входное сопротивление из-за изоляционного слоя.
- Он потребляет незначительное количество энергии при работе из-за очень низкого тока утечки.
- Имеет очень высокую скорость переключения .
- Используется для очень высокочастотных применений .
- Имеет очень низкое выходное сопротивление .
- Имеет очень маленький размер .
- Они могут работать как в режиме истощения, так и в режиме улучшения.
- Обеспечивает большую эффективность при работе при низком напряжении.
- Однополярный имеющий бесшумную работу.
- Это устройство , управляемое напряжением , с очень низкими потерями мощности.
Недостатки
- Из-за изолирующего слоя между затвором и каналом имеется емкость, которая может быть повреждена из-за накопления электростатического заряда.
- Он не может работать с высоким напряжением .
- MOSFET дороже, чем BJT
Похожие сообщения:
- Типы цифровых триггеров
- Типы компьютерной памяти и их применение
Применение МОП-транзисторов
МОП-транзисторы в основном используются для переключения и усиления в электронных схемах. Ниже приведены некоторые области применения полевых МОП-транзисторов.
- Используется для быстрого переключения и усиления очень слабых сигналов, например, в высокочастотных усилителях.
- используются для регулирования мощности в двигателях постоянного тока.
- лучше всего подходит для цепей прерывателя из-за его высокой скорости переключения.
- Благодаря своей высокой эффективности и низкому энергопотреблению они используются для их превосходной скорости переключения в цифровых ИС (интегральные схемы), таких как микроконтроллеры и микропроцессоры.
Мощные МОП-транзисторы
МОП-транзистор