Транзисторы полевые как проверить: Страница не найдена

Как проверить мощный полевой транзистор

В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем. Транзисторами также называются дискретные электронные приборы, которые, выполняя функцию одиночного транзистора, имеют в своем составе много элементов, конструктивно являясь интегральной схемой, например составной транзистор или многие транзисторы большой мощности [2]. В биполярном транзисторе используются полупроводники с обоими типами проводимости, он работает за счет взаимодействия двух, близко расположенных на кристалле, p-n переходов и управляется изменением тока через база-эмиттерный переход, при этом вывод эмиттера всегда является общим для управляющего и выходного токов. В полевом транзисторе используется полупроводник только одного типа проводимости, расположенный в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле изолированного от канала затвора [3] , управление осуществляется изменением напряжения между затвором и истоком. Полевой транзистор, в отличие от биполярного, управляется напряжением, а не током.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как проверить мощный полевой транзистор

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Что такое полевой транзистор и как его проверить
• Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ)
• Как проверить полевой МОП (Mosfet) — транзистор цифровым мультиметром
• N канальный полевик. Как проверить полевой транзистор. Проверка полевиков в схеме
• Краткий курс: как проверить полевой транзистор мультиметром на исправность
• Полезные товары
• Проверка полевого транзистора с помощью мультиметра
• Как проверить полевой транзистор
• Как проверить МОП транзистор
• Транзистор

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Полевой ТРАНЗИСТОР

Что такое полевой транзистор и как его проверить

В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем. Транзисторами также называются дискретные электронные приборы, которые, выполняя функцию одиночного транзистора, имеют в своем составе много элементов, конструктивно являясь интегральной схемой, например составной транзистор или многие транзисторы большой мощности [2].

В биполярном транзисторе используются полупроводники с обоими типами проводимости, он работает за счет взаимодействия двух, близко расположенных на кристалле, p-n переходов и управляется изменением тока через база-эмиттерный переход, при этом вывод эмиттера всегда является общим для управляющего и выходного токов.

В полевом транзисторе используется полупроводник только одного типа проводимости, расположенный в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле изолированного от канала затвора [3] , управление осуществляется изменением напряжения между затвором и истоком.

Полевой транзистор, в отличие от биполярного, управляется напряжением, а не током. К м годам транзисторы, благодаря своей миниатюрности, экономичности, устойчивости к механическим воздействиям и невысокой стоимости практически полностью вытеснили электронные лампы из малосигнальной электроники.

Благодаря своей способности работать при низких напряжениях и значительных токах, транзисторы позволили уменьшить потребность в электромагнитных реле и механических переключателях в оборудовании, а благодаря способности к миниатюризации и интеграции позволили создать интегральные схемы , заложив основы микроэлектроники.

С х в связи с появлением новых мощных транзисторов, стали активно вытесняться электронными устройствами трансформаторы, электромеханические и тиристорные ключи в силовой электротехнике, начал активно развиваться Частотно-регулируемый привод и инверторные преобразователи напряжения. До х гг. В году немецкий физик Карл Фердинанд Браун впервые обнаружил явление односторонней проводимости контакта металл—полупроводник. В году инженер Гринлиф Виттер Пиккард изобретает точечный полупроводниковый диод-детектор.

В году английский физик Уильям Икклз обнаружил у некоторых полупроводниковых диодов способность генерировать электрические колебания, а инженер Олег Лосев в году самостоятельно разработал диоды, обладающие при некоторых напряжениях смещения отрицательным дифференциальным сопротивлением, с помощью которых впервые успешно использовал усилительные и генераторные свойства полупроводников Кристадинный эффект , в детекторных и гетеродинных радиоприёмниках собственной конструкции.

Особенностью этого периода развития было то, что физика полупроводников была ещё плохо изучена, все достижения являлись следствием экспериментов, учёные затруднялись объяснить, что происходит внутри кристалла, часто выдвигая ошибочные гипотезы.

Потенциальных перспектив полупроводников никто не видел. Первый шаг в создании полевого транзистора сделал австро-венгерский физик Юлий Эдгар Лилиенфельд , который предложил метод управления током в образце путём подачи на него поперечного электрического поля, которое, воздействуя на носители заряда, будет управлять проводимостью. Однако несмотря на то, что полевые транзисторы основаны на простом электростатическом эффекте поля и по протекающим в них физическим процессам проще биполярных, создать работоспособный образец полевого транзистора долго не удавалось.

Работоспособный полевой транзистор был создан уже после открытия биполярного транзистора. В году Уильям Шокли теоретически описал модель полевого транзистора другого типа, модуляция тока в котором, в отличие от ранее предложенных МДП [8] структур, осуществлялась изменением толщины проводящего канала за счёт расширения или сужения обеднённой области, прилегающего к каналу р-n-перехода.

Это происходило при подаче на переход управляющего напряжения запирающей полярности затворного диода. Первый полевой МДП-транзистор, запатентованный ещё в е годы и сейчас составляющий основу компьютерной индустрии, впервые был создан в году после работ американцев Канга и Аталлы, предложивших в качестве слоя затворного диэлектрика формировать на поверхности кремниевого кристалла с помощью окисления поверхности кремния тончайший слой диоксида кремния , изолирующий металлический затвор от проводящего канала, такая структура получила название МОП-структура Металл-Окисел-Полупроводник.

В отличие от полевого, первый биполярный транзистор создавался экспериментально, а его физический принцип действия был объяснён уже позднее. Иоффе провёл ряд экспериментов с полупроводниковым устройством, конструктивно повторяющим точечный транзистор на кристалле карборунда SiC , однако достаточного коэффициента усиления получить тогда не удалось.

Изучая явления электролюминесценции в полупроводниках, Лосев исследовал около 90 различных материалов, особенно выделяя кремний, и в году он вновь упоминает о работах над трёхэлектродными системами в своих записях, но начавшаяся война и гибель инженера в блокадном Ленинграде зимой года привели к тому, что некоторые его работы оказались утеряны и сейчас неизвестно, насколько далеко он продвинулся в создании транзистора. В начале х годов точечные трёхэлектродные усилители изготовили также радиолюбители Ларри Кайзер из Канады и Роберт Адамс из Новой Зеландии, однако их работы не были запатентованы и не подвергались научному анализу [5].

Успеха добилось опытно-конструкторское подразделение Bell Telephone Laboratories фирмы American Telephone and Telegraph , с года в нём, под руководством Джозефа Бекера, работала группа ученых специально нацеленная на создание твердотельных усилителей. До года изготовить полупроводниковый усилительный прибор не удалось предпринимались попытки создания прототипа полевого транзистора.

После войны, в году, исследования возобновились под руководством физика-теоретика Уильяма Шокли , после ещё 2 лет неудач, 16 декабря года, исследователь Уолтер Браттейн , пытаясь преодолеть поверхностный эффект в германиевом кристалле и экспериментируя с двумя игольчатыми электродами, перепутал полярность приложенного напряжения и неожиданно получил устойчивое усиление сигнала.

Последующее изучение открытия, совместно с теоретиком Джоном Бардиным показало, что никакого эффекта поля нет, в кристалле идут ещё не изученные процессы, это был не полевой, а неизвестный прежде, биполярный транзистор. Узнав об успехе, уже отошедший от дел Уильям Шокли, вновь подключается к исследованиям и за короткое время создает теорию биполярного транзистора, в которой уже наметил замену точечной технологии изготовления, более перспективной, плоскостной.

И все же, мировой сенсации не состоялось, первоначально открытие не оценили по достоинству, ибо первые точечные транзисторы, в сравнении с электронными лампами, имели очень плохие и неустойчивые характеристики. Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии вторично за создание теории сверхпроводимости.

Прибор использовался в качестве смесителя в радиолокационной технике, как два, близких по параметрам, выпрямительных точечных диода, выполненных на одном кристалле германия.

Тогда же Матаре впервые обнаружил влияние тока одного диода на параметры другого и начал исследования в этом направлении. После войны Герберт Матаре, в Париже, встретился с Иоганном Велкером, где оба физика, работая в филиале американской корпорации Westinghouse Electric , продолжили эксперименты над дуодиодом в инициативном порядке.

Серийно выпускаемые фирмой Westinghouse транзитроны, несмотря на то что по качеству они успешно конкурировали с транзисторами, также не смогли завоевать рынок и вскоре работы в этом направлении прекратились [5]. Несмотря на миниатюрность и экономичность, первые транзисторы отличались высоким уровнем шумов, маленькой мощностью, нестабильностью характеристик во времени и сильной зависимостью параметров от температуры.

Точечный транзистор, не являясь монолитной конструкцией, был чувствителен к ударам и вибрациям. Фирма-создатель Bell Telephone Laboratories не оценила перспективы нового прибора, выгодных военных заказов не ожидалось и лицензия на изобретение вскоре начала продаваться всем желающим за 25 тыс. В году был создан плоскостной транзистор, конструктивно представляющий собой монолитный кристалл полупроводника, и примерно в это же время появились первые транзисторы на основе кремния.

Характеристики транзисторов быстро улучшались и вскоре они стали активно конкурировать с электронными радиолампами. Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, совершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.

В начале го века транзистор стал одним из самых массовых изделий, производимых человечеством. С появлением интегральных микросхем началась борьба за уменьшение размера элементарного транзистора. В году самые маленькие транзисторы содержали считанные атомы вещества [12]. Транзисторы стали основной частью компьютеров и других цифровых устройств.

В некоторых конструкциях процессоров их количество превышало миллиард штук. Современная технология может оперировать не только электрическим зарядом, но и магнитными моментами, спином отдельного электрона, фононами и световыми квантами, квантовыми состояниями в общем случае.

Помимо основного полупроводникового материала , применяемого обычно в виде легированного в некоторых частях монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции металлические выводы, изолирующие элементы, корпус пластиковый, металлостеклянный или металлокерамический. Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев.

Также имеются отдельные сообщения о транзисторах на основе углеродных нанотрубок [13] , о графеновых полевых транзисторах. Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа и внутренней структуры.

По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:. Существенное улучшение параметров транзисторов BISS достигнуто за счёт изменения конструкции зоны эмиттера. Такая конструкция транзистора позволяет сократить количество внешних навесных компонентов и минимизирует необходимую площадь монтажа. RET транзисторы применяются для непосредственного подключения к выходам микросхем без использования токоограничивающих резисторов.

Применение гетеропереходов позволяет создавать высокоскоростные и высокочастотные полевые транзисторы, такие как например, HEMT. Но транзисторы почти всех разновидностей имеют только три вывода. Для включения трёхвыводного прибора необходимо один из выводов назначить общим, и, поскольку таких комбинаций может быть только три, то существуют три основные схемы включения транзистора:. Выбор нагрузки транзистора и тока коллектора стока при этом оставляется за разработчиком конечной схемы, в составе которой применяются модуль или микросхема.

Такой подход значительно расширяет рамки применимости модуля или микросхемы за счет небольшого усложнения конечной схемы. Статья с подробным описанием принципа в англоязычном разделе. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов [20] [21].

Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме. Транзисторы применяются в качестве активных усилительных элементов в усилительных и переключательных каскадах.

Реле и тиристоры имеют больший коэффициент усиления по мощности, чем транзисторы, но работают только в ключевом переключательном режиме. Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП металл-оксид-полупроводник -транзисторах МОПТ , как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах.

Иногда их называют МДП металл-диэлектрик-полупроводник -транзисторы. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 8 нм [ источник не указан дней ]. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров миниатюризация МОПТ и увеличение их количества на одном чипе степень интеграции , в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение степени интеграции транзисторов на чипе см.

Закон Мура. Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения. В настоящее время микропроцессоры Intel собираются на трёхмерных транзисторах 3d транзисторы , именуемых Tri-Gate.

Эта революционная технология позволила существенно улучшить существующие характеристики процессоров. Суть этой технологии в том, что сквозь затвор транзистора проходит особый High-K диэлектрик, который снижает токи утечки.

По принципу управления наиболее родственен электронной лампе полевой транзистор, многие соотношения, описывающие работу ламп, пригодны и для описания работы полевых транзисторов. Это привело к широкому использованию комплементарных схем КМОП. Основные преимущества, которые позволили транзисторам заменить своих предшественников вакуумные лампы в большинстве электронных устройств:. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

У этого термина существуют и другие значения, см. Транзистор значения. Подробное рассмотрение темы: Изобретение транзистора. Основная статья: Составной транзистор. Дополнительные сведения: Электронная лампа. Транзисторная история. Мощные полевые транзисторы: история, развитие и перспективы. Аналитический обзор. Виртуальный компьютерный музей.

Краткие основы и история развития. На ветвях углеродного дерева вырос небывалый транзистор. Для улучшения этой статьи желательно :. Проставив сноски , внести более точные указания на источники. Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником. Электронные компоненты. Резистор Переменный резистор Подстроечный резистор Варистор Фоторезистор Конденсатор Переменный конденсатор Подстроечный конденсатор Катушка индуктивности Кварцевый резонатор Предохранитель Самовосстанавливающийся предохранитель Трансформатор Мемристор Бареттер.

Электронно-лучевая трубка ЖК-дисплей Светодиод Газоразрядный индикатор Вакуумно-люминесцентный индикатор Блинкерное табло Семисегментный индикатор Матричный индикатор Кинескоп. Терморезистор Термопара Элемент Пельтье. Транзисторные усилители.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT или БТИЗ)

В технике и радиолюбительской практике часто применяются полевые транзисторы. Такие устройства отличаются от обычных, биполярных, транзисторов тем, что в них управление выходным сигналом осуществляется управляющим электрическим полем. Особенно часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором. В зависимости от технологии изготовления такие транзисторы могут быть n- или p-канальными. Транзистор n-канального типа состоит из кремниевой подложки с p-проводимостью, n-областей, получаемых путем добавления в подложку примесей, диэлектрика, изолирующего затвор от канала, расположенного между n-областями. К n-областям подсоединяются выводы исток и сток. Под действием источника питания из истока в сток по транзистору может протекать ток.

Перед началом проверки полевых транзисторов рассмотрим, какие .. Теперь можно потренироваться в определении цоколевки мощного транзистора.

Как проверить полевой МОП (Mosfet) — транзистор цифровым мультиметром

Продолжаем рубрику проверки электрорадиоэлементов, и сегодня я представляю первую статью по проверке полевых транзисторов тестером или как сейчас принято говорить — мультиметром. Из этого рисунку видно, что полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с управляющим p-n переходом и полевые транзисторы с изолированным затвором. Сегодня я вам расскажу, как проверить полевой транзистор с управляющим p-n переходом , а в следующем выпуске журнал перейдем к проверке MOSFET транзистора, так что не забываем подписываться на журнал. Форма подписки после статьи. Полевые транзисторы бывают n-канальные и p-канальные. В виду того, что широкое распространение получили n-канальные полевые транзисторы, на их примере и рассмотрим принцип работы полевого транзисторы с управляющим p-n переходом. Итак, транзистор состоит из n-полупроводника с внедренными в него высоколегированными n-областями с большой концентрацией носителей заряда — электронов. Сам полупроводник находится на подложке p-типа, которая соединена с еще одной p-областью. Вместе эти области называются затвором gate.

N канальный полевик. Как проверить полевой транзистор. Проверка полевиков в схеме

В современной электронной аппаратуре, в блоках питания , мониторах, системных платах ПК и другой аппаратуре все чаще находят применение полевые транзисторы. При проведении ремонта мы сталкивается с необходимостью проверки исправности мощных полевых транзисторов. В данной статье даны рекомендации по проверке полевого транзистора и мерах предосторожности при работе с этими компонентами электронных схем. Полевые транзисторы ПТ , благодаря ряду уникальных параметров, в том числе высокому входному сопротивлению, находят широкое применение в блоках питания ПК, телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры.

Несмотря на свою надёжность, они нередко выходят из строя, что связано с нарушениями режима в их работе.

Краткий курс: как проверить полевой транзистор мультиметром на исправность

Принцип работы IGBT транзисторов основан на применении n-канального МОП-транзистора малой мощности для управления мощным биполярным транзистором. Таким образом, удалось совместить достоинства биполярного и полевого транзистора. Малая управляющая мощность, высокое входное сопротивление, большой уровень пробивных напряжений, малое сопротивление в открытом состоянии — позволяют применять IGBT в цепях с высокими напряжениями и большими токами. Сварочные аппараты, источники бесперебойного питания, приводы электрических двигателей, мощные преобразователи напряжения — вот сфера применения таких элементов. Биполярные транзисторы с изолированным затвором способны коммутировать токи в тысячи ампер, напряжение эмиттер-коллектор может достигать несколько киловольт.

Полезные товары

Для того, чтобы проверить полевой транзистор с управляющим P-N переходом, достаточно вспомнить его внутреннее строение. Теперь давайте вспомним, какой радиоэлемент у нас состоит из P-N перехода? Все верно, это диод. Получается что Затвор и Исток образуют один диод, а Затвор и Сток — другой диод. Сам канал обладает каким-то сопротивлением, а это есть нечто иное как резистор. У нас в гостях уже знакомый вам из прошлой статьи N-канальный полевой транзистор с P-N переходом 2N Впрочем, не так быстро!

Рассмотрены особенности работы полевых транзисторов типа MOSFET. Приведена методика как проверить полевой транзистор р- и n-канального.

Проверка полевого транзистора с помощью мультиметра

Как проверить мощный полевой транзистор

Компьютер — это сложная система, состоящая из отдельных частей. Разбирая, как работают эти отдельные части большие и малые , мы приобретаем знание. Обретая знание, мы получаем шанс помочь своему железному другу-компьютеру, если он вдруг забарахлит.

Как проверить полевой транзистор

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Проверить полевой транзистор MOSFET. Измеряем RDS, сопротивление канала.

В современной электронной аппаратуре все чаще находят применение полевые транзисторы. Разработчики используют их в блоках питания телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой аппаратуре. При проведении ремонта мастер сталкивается с необходимостью проверки исправности мощных полевых транзисторов. В статье автор рассказывает, как произвести проверку полевого транзистора с помощью обычного омметра. Полевые транзисторы ПТ , благодаря ряду уникальных параметров, в том числе высокому входному сопротивлению, находят широкое применение в блоках питания телевизоров, мониторов, видеомагнитофонов и другой радиоэлектронной аппаратуры. При ремонте аппаратов, в которых применены полевые транзисторы, у ремонтников очень часто возникает задача проверки целостности и работоспособности этих транзисторов.

Как проверить МОП транзистор?

Как проверить МОП транзистор

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы Главное — не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее. Re: проверка полевого транзистора на схеме. Было бы не плохо ещё схему увидеть Ну, если это только один транзистор, то в данном случае его лучше и безопаснее выпаять мощным паяльником и проверить отдельно от платы.

Транзистор

Добрый день! Как проверить полевой транзистор стрелочным мультиметром. Везде где встречал методы проверки используется цифровой мультиметр в режиме прозвонки диодов.

Полевой транзистор

Функция полевых транзисторов аналогична биполярным транзисторам (особенно тому типу, который мы обсудим здесь), но есть несколько отличий. Они имеют 3 терминала, как показано ниже. Двумя общими типами полевых транзисторов являются МОП-транзисторы с каналом N и каналом P. Здесь мы будем обсуждать только канал N. На самом деле, в этом разделе мы будем обсуждать только наиболее часто используемый режим расширения N-канальный полевой МОП-транзистор (металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор). Его условное обозначение приведено ниже. Стрелки показывают, как НОЖКИ реального транзистора соответствуют условному обозначению.

Current Control:
Терминал управления называется воротами. Помните, что через базовый вывод биполярного транзистора проходит небольшой ток. Затвор на полевом транзисторе практически не пропускает ток при управлении постоянным током. При управлении затвором высокочастотными импульсами постоянного или переменного тока может протекать небольшой ток. Напряжение «включения» транзистора (также известное как пороговое) варьируется от одного полевого транзистора к другому, но составляет примерно 3,3 вольта по отношению к источнику.

Когда полевые транзисторы используются в секции аудиовыхода усилителя, Vgs (напряжение от затвора к истоку) редко превышает 3,5 вольта. Когда полевые транзисторы используются в импульсных источниках питания, Vgs обычно намного выше (от 10 до 15 вольт). Когда напряжение затвора выше примерно 5 вольт, он становится более эффективным (что означает меньшее падение напряжения на полевом транзисторе и, следовательно, меньшее рассеивание мощности).

МОП-транзисторы широко используются, потому что ими легче управлять в сильноточных приложениях (например, в импульсных источниках питания, используемых в автомобильных аудиоусилителях). Если используется биполярный транзистор, часть тока коллектор/эмиттер должна протекать через базовый переход. В ситуациях с большим током, когда имеется значительный ток коллектора/эмиттера, ток базы может быть значительным. Полевые транзисторы могут управляться очень небольшим током (по сравнению с биполярными транзисторами). Единственный ток, который течет из цепи привода, это ток, который течет из-за емкости. Как вы уже знаете, при подаче постоянного тока на конденсатор сначала возникает скачок, а затем ток прекращается. Когда затвор полевого транзистора управляется высокочастотным сигналом, схема возбуждения по существу видит только конденсатор небольшой емкости. Для низких и средних частот схема возбуждения должна обеспечивать небольшой ток. На очень высоких частотах или при работе нескольких полевых транзисторов схема управления должна обеспечивать больший ток.

Примечание:
Затвор полевого МОП-транзистора имеет некоторую емкость, что означает, что он будет удерживать заряд (сохранять напряжение). Если напряжение затвора не разряжено, полевой транзистор будет продолжать проводить ток. Это не означает, что вы можете зарядить его и ожидать, что полевой транзистор будет продолжать работать бесконечно, но он будет продолжать работать до тех пор, пока напряжение на затворе не станет ниже порогового напряжения. Вы можете убедиться, что он выключается, если подключите подтягивающий резистор между затвором и истоком.

Сильноточные клеммы:
«Управляемые» терминалы называются истоком и стоком. Это выводы, отвечающие за проведение тока через транзистор.

Корпуса транзисторов:
МОП-транзисторы используют те же «корпуса», что и биполярные транзисторы. Наиболее распространенным в автомобильных стереоусилителях в настоящее время является корпус ТО-220 (показан выше).

Транзистор в цепи:
На этой диаграмме показаны напряжения на резисторе и полевом транзисторе с тремя разными напряжениями затвора. Вы должны увидеть, что на резисторе нет напряжения, когда напряжение затвора составляет около 2,5 вольт. Это означает, что ток не течет, потому что транзистор не открыт. Когда транзистор частично открыт, на обоих компонентах возникает падение напряжения (напряжения). Когда транзистор полностью открыт (напряжение на затворе около 4,5 вольт), на резистор подается полное напряжение питания, и падение напряжения на транзисторе практически отсутствует. Это означает, что оба вывода (истока и стока) транзистора имеют практически одинаковое напряжение. Когда транзистор полностью открыт, нижний вывод резистора фактически соединен с землей.

—— Критически важный ——

Adobe считает, что Flash-контент на веб-страницах слишком опасен для обычного пользователя Интернета. Практически для всех современных браузеров поддержка Flash была прекращена 1 января 2021 года. Это означает, что эти браузеры не будут отображать какие-либо интерактивные Flash-демонстрации/калькуляторы/графику на этом (или любом другом) сайте.

Самое простое (не самое лучшее) решение на данный момент — загрузить расширение Ruffle для вашего браузера. Он отобразит файлы Flash там, где они были ранее заблокированы. В некоторых браузерах вам придется нажать на большую кнопку «воспроизведение», чтобы сделать апплеты/графику Flash видимыми.

Альтернативой Ruffle для просмотра Flash-контента является использование альтернативного браузера, такого как старая портативная версия Chrome (Chromium), старая версия Safari для Windows или один из нескольких других браузеров. Дополнительную информацию о браузерах с поддержкой Flash можно найти ЗДЕСЬ. Это не так просто, как Ruffle, но любой, даже немного знакомый с панелью управления Windows и установкой программного обеспечения, может использовать Flash так, как это было задумано.

В следующей демонстрации вы можете увидеть, что полевой транзистор подключен к лампе. Когда напряжение ниже примерно 3 вольт, лампа полностью гаснет. Через лампу или полевой транзистор ток не течет. Когда вы нажимаете кнопку, вы можете видеть, что конденсатор начинает заряжаться (обозначается восходящей желтой линией и точкой, где кривая зарядки конденсатора пересекается с белой линией, идущей слева направо). Когда полевой транзистор начинает включаться, напряжение на стоке начинает падать (обозначается падающей зеленой линией и точкой пересечения зеленой кривой с белой линией).По мере приближения напряжения на затворе к пороговому напряжению (~3,5 В) напряжение на лампе начинает падать. увеличивается.Чем больше оно увеличивается, тем ярче становится лампа.После того, как напряжение на затворе достигает примерно 4 вольт, вы можете видеть, что лампочка полностью горит (на ее клеммах полные 12 вольт).Напряжения практически нет через полевой транзистор. Вы должны заметить, что полевой транзистор полностью выключен ниже 3 В и полностью включен после 4 В. Любое напряжение затвора ниже 3 В практически не влияет на полевой транзистор. Выше 4 В эффект небольшой.

Напряжение затвора:
Как вы уже знаете, полевой транзистор управляется напряжением затвора. Для этого типа MOSFET максимальное безопасное напряжение затвора составляет ± 20 вольт. Если на затвор подается более 20 вольт (относительно истока), это разрушит транзистор. Транзистор будет поврежден, потому что напряжение пройдет через изолятор, отделяющий затвор от части сток/исток полевого транзистора.

Текущий:
Как и в случае с биполярными транзисторами, каждый полевой транзистор рассчитан на безопасное пропускание определенного количества тока. Если температура полевого транзистора выше 25°С (приблизительно 77° по Фаренгейту), «безопасная» токопроводящая способность транзистора будет снижена. Безопасная рабочая зона (S.O.A) продолжает уменьшаться по мере повышения температуры. Когда температура приближается к максимально безопасной рабочей температуре, номинальный ток транзистора приближается к нулю.

Напряжение:
полевых транзисторов будут повреждены, если будет превышено указанное максимальное напряжение сток-исток. Вы можете получить техпаспорт у производителя. Технический паспорт предоставит вам всю информацию, необходимую для его использования.

Рассеиваемая мощность: полевые транзисторы
аналогичны биполярным транзисторам в том, что касается корпусов и рассеиваемой мощности, и вы можете перейти по этой ссылке обратно на страницу биполярных транзисторов для получения дополнительной информации. Нажмите кнопку «Назад», чтобы вернуться.

Графеновые транзисторы — GFET
– Graphenea

Автор: Miklos Bolza

Графен произвел революцию в электронике с октября 2004 года, когда Андрей Гейм и Костя Новоселов впервые определили, как удалить один слой углеродной решетки из графита. Производство и исследование современных графеновых полевых транзисторов (GFET) были бы невозможны без исследований последних двух десятилетий, и они предлагают множество преимуществ по сравнению с традиционными транзисторами с биполярным переходом. Все это благодаря присущим графену качествам, что означает, что GFET можно эффективно использовать в ряде технологий, включая биологические и химические датчики.

Общие сведения о полевых транзисторах

Полевой транзистор (FET) — это электрический компонент, который использует близлежащее электрическое поле и связанный с ним перепад напряжения для модуляции тока. Полевые транзисторы обычно представляют собой устройства с тремя выводами или электродами: между двумя из этих электродов — истоком и стоком — проходит полупроводниковый канал, а третий, называемый затвором, действует как управляющий. Перепад напряжения, приложенный к затвору, разрешает или блокирует перенос заряда через полупроводниковый канал в зависимости от его направления и силы.

Структура полевых транзисторов

Графеновые полевые транзисторы (GFET) представляют собой типичное устройство на полевых транзисторах и вставляют графеновый канал размером в десятки микрон между истоком и стоком. Будучи графеном, решеткой из атомов углерода толщиной всего в один атом, каналы в GFET обладают беспрецедентной чувствительностью, которую можно использовать в самых разных приложениях, таких как фотосенсоры, магнитные сенсоры и биосенсоры.

При использовании в датчиках окружающей среды этот канал обычно открыт для связывания и обнаружения на поверхности рецепторных молекул, таких как глюкоза, цитохром с, гемоглобин, холестерин или перекись водорода. Когда эти молекулы связываются с графеновым каналом, это изменяет проводимость и общий отклик устройства. Хотя углерод в графене обычно не реагирует и не связывается с большинством материалов, биорецепторы, такие как аминокислоты, антитела или ферменты, могут быть добавлены посредством адсорбции или линкерной молекулы, прикрепленной к поверхности канала. Затем молекулы могут прикрепляться к этим участкам за счет ковалентной связи, электростатических сил или сил Ван-дер-Ваальса, обеспечивая электронный перенос по всей глубине устройства.

Каковы преимущества графеновых транзисторов?

• Беспрецедентная чувствительность

Двумерная структура графена имеет ряд преимуществ по сравнению с объемными полупроводниками, такими как кремний, которые используются в стандартных полевых транзисторах. Поскольку большинство датчиков на полупроводниковых транзисторах являются трехмерными, изменения электрического заряда на поверхности канала не всегда проникают глубже в устройство. Это может резко ограничить чувствительность срабатывания устройства. С другой стороны, поскольку графен в GFET имеет толщину всего в один атом углерода, весь канал теперь находится на поверхности, что напрямую подвергает канал воздействию любых молекул, присутствующих в близлежащей среде.

Эта чувствительность была продемонстрирована учеными из Манчестерского центра мезонауки и нанотехнологий, которые доказали, что сенсоры микрометрового размера, изготовленные из графена, способны обнаруживать отдельные молекулы газа, прикрепляющиеся к поверхности или отделяющиеся от нее. Поскольку добавление или удаление молекулы газа вызывает изменение одного электрона в структуре графена, можно измерить небольшие ступенчатые изменения сопротивления. Дальнейшие исследования, демонстрирующие эту повышенную чувствительность, включают в себя Департамент физики и астрономии Университета Пенсильвании, который обнаружил налтрексон (антагонист опиоидных рецепторов) до предела 10 пг на мл, и Лабораторию наноматериалов и устройств Вольфсона Университета Плимута, в которой использовались GFET. для обнаружения антигена хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) в концентрациях ниже 1 пг на мл.

• Меньше молекулярных дефектов

Полупроводники, такие как кремний, неэффективны, если они производятся атомарно тонкими, как графен. Это связано с тем, что поверхностные дефекты или оборванные соединения имеют тенденцию преобладать при такой толщине, что ограничивает общую чувствительность устройства. Такие связи образуют дополнительные дефекты в полупроводниковом канале сенсора и делают возможным неспецифическое связывание, приводя к ложным срабатываниям. Это не похоже на графен, который можно производить в один слой с высокой степенью точности и прецизионности. Кроме того, двумерный материал, такой как графен, при эффективном производстве будет иметь гораздо меньше оборванных поверхностных связей.

• Превосходная проводимость

GFET также имеют более высокую подвижность носителей, чем традиционные FET, часто достигая уровней более 100 000 см Эти устройства также имеют остаточную плотность носителей заряда порядка 5 х 10 ¹¹ см ^-2 .

Как производятся GFET?

GFET обычно изготавливаются на Si/SiO ₂ подложка с металлическими контактами. Сам графен наносится на пластину посредством химического осаждения из паровой фазы (CVD). Первым шагом к CVD является разложение источника углерода при высоких температурах. Затем атомы углерода оседают на подложке для осаждения, где в конечном итоге формируется типичная гексагональная решетка, известная нам как графен.

На обеих стадиях производственного процесса требуется осторожное использование катализатора, такого как медь, железо или никель, для снижения необходимой эффективной температуры с более чем 2500°C до более приемлемой 1000°C. Используя этот метод, непрерывный одиночный слой графена может быть сформирован всего за пять минут, в зависимости от соотношения потоков газа и размера требуемого слоя. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы сам катализатор не создавал примесей внутри графена.

Слой графена переносится с подложки для осаждения и накладывается на пластину, которая обычно изготавливается из кремния. Затем металлические электроды литографически наносятся на графен, а дальнейшая литография используется для придания графеновым каналам желаемого размера и формы.

Преимущества изготовления с использованием графена 

Наряду с упомянутыми ранее преимуществами чувствительности GFET по сравнению с объемными материалами полупроводниковых транзисторов, GFET имеют ряд явных производственных преимуществ по сравнению с другими устройствами, созданными с использованием одномерных материалов, таких как углеродные нанотрубки. или нанопроволоки. Хотя эти материалы также обладают высокой проводимостью, как и графен, их пока нельзя производить с такой же точностью.

При производстве одномерных объектов, таких как нанотрубки, количество и ориентация этих объектов будут варьироваться в случайном порядке. Эта неоднородность означает, что массив высокопроизводительных, но однородных устройств срабатывания невозможно изготовить с использованием современных технологий. Эта случайность еще больше усиливается за счет различных размеров толщины и ширины внутри самих одномерных объектов. С другой стороны, использование методов фотолитографии позволяет с высокой точностью наносить и формировать двумерный слой атомов углерода.

Текущие проблемы производства графеновых транзисторов

Одной из трудностей при создании высокочувствительных графеновых сенсоров является массовое производство графена без дефектов и примесей. К счастью, были предприняты шаги для более качественного CVD-роста и переноса, так что графен свободен от металлических загрязнений, трещин, отверстий, складок или остатков. В настоящее время ведется работа по переносу производства датчиков GFET из лаборатории в промышленность, хотя проблемы с масштабируемостью все еще могут оставаться проблемой в зависимости от используемой технологии.

Такие инициативы, как флагман ЕС по графену, проводят исследования в этой области с целью разработки потребительских товаров из графена к 2025 или 2030 году. Прогресс также был достигнут в других регионах: исследователи из факультета физики и астрономии Пенсильванского университета обнаружили способ массового производства биосенсоров ДНК GFET без меток с помощью процесса изготовления CVD, который обеспечивает выход более 90%.

Явление экранирования Дебая-Хюккеля является еще одной проблемой для полевых транзисторов на основе графена, влияя на чувствительность полевых транзисторов в ионном растворе

Еще одной проблемой является присущее явление экранирования Дебая-Хюккеля, которое также может ограничивать общую чувствительность датчиков GFET.