Kokia įtampa reikalinga tranzistoriui įjungti?

1, Tranzistorių įjungimo įtampos apibrėžimas
Trumpai tariant, tranzistoriaus įjungimo įtampa reiškia mažiausią įtampos vertę, reikalingą tranzistoriaus perėjimui iš išjungtos būsenos į įjungtą būseną. Įvairių tipų tranzistorių, tokių kaip bipoliniai jungties tranzistoriai (BJT) ir lauko efekto tranzistoriai (FET), įjungimo įtampos apibrėžimas ir matavimo metodas šiek tiek skiriasi.
Dvipolis jungties tranzistorius (BJT): BJT atveju įjungimo įtampa paprastai reiškia momentą, kai bazinio emiterio įtampa (Vbe) pasiekia tam tikrą kritinę vertę, kai tranzistorius pradeda laiduoti. Ši kritinė vertė priklauso nuo tranzistoriaus medžiagos ir gamybos proceso, paprastai nuo 0,6 V iki 0,7 V (skirta silicio BJT), bet taip pat gali skirtis priklausomai nuo konkretaus modelio.
Lauko efekto tranzistorius (FET): FET įjungimo įtampa reiškia konkrečią vertę, kurią turi pasiekti vartų šaltinio įtampa (Vgs), kad kanalas pradėtų formuotis arba stiprėti, todėl FET pereina iš išjungta būsena į įjungta būsena. Ši vertė paprastai vadinama slenkstine įtampa (Vth), o jos dydį taip pat įtakoja FET tipas (pvz., N kanalas arba P kanalas), medžiaga (pvz., silicis arba galio arsenidas) ir gamybos procesas.
2, Veiksniai, turintys įtakos tranzistorių įjungimo įtampai
Tranzistoriaus įjungimo įtampa nėra fiksuota ir įtakojama įvairių veiksnių
Temperatūra: Kylant temperatūrai, didėja puslaidininkinių medžiagų vidinė nešiklio koncentracija, todėl keičiasi tranzistorių įjungimo įtampa. Paprastai tariant, BJT įjungimo įtampa šiek tiek sumažės didėjant temperatūrai, o slenkstinė FET įtampa gali kilti arba kristi, priklausomai nuo FET tipo ir gamybos proceso.
Gamybos procesas: Skirtingi gamybos procesai gali pakeisti tranzistorių geometrinius matmenis, dopingo koncentraciją ir kitus parametrus ir taip paveikti jų įjungimo įtampą. Nuolat tobulėjant puslaidininkių technologijoms, tranzistorių įjungimo įtampa taip pat nuolat mažėja, kad atitiktų didelio našumo ir mažo energijos suvartojimo reikalavimus.
Medžiagos: Be silicio, tranzistoriams gaminti naudojamos ir kitos medžiagos, pavyzdžiui, galio arsenidas, silicio karbidas ir kt. Šios medžiagos turi skirtingas fizines ir chemines savybes, kurios taip pat gali turėti įtakos tranzistorių įjungimo įtampai.
3, Tranzistorių įjungimo įtampos matavimo metodas
Norint išmatuoti tranzistorių įjungimo įtampą, reikia naudoti profesionalią testavimo įrangą, pavyzdžiui, puslaidininkių parametrų analizatorius arba osciloskopus. Štai supaprastinto matavimo žingsnio pavyzdys (pavyzdžiui naudojant N kanalo MOSFET):
MOSFET nutekėjimą (D) prijunkite prie teigiamo maitinimo šaltinio poliaus, o šaltinį (S) - prie neigiamo maitinimo šaltinio poliaus, kad susidarytumėte nutekėjimo šaltinio kanalą.
Naudodami signalo generatorių arba įtampos šaltinį, vartams (G) prijunkite laipsniškai didėjančią įtampą (Vgs).
Tuo tarpu naudokite ampermetrą, kad stebėtumėte nutekėjimo srovės (Id) pokyčius. Kai Id pradeda žymiai didėti (paprastai pasiekia iš anksto nustatytą slenkstinę srovę), atitinkama Vgs yra MOSFET slenkstinė įtampa (V-oji).
Pažymėtina, kad dėl įvairių matavimo proceso klaidų ir neapibrėžtumo (pavyzdžiui, kontaktinio pasipriešinimo, temperatūros dreifo ir kt.), tikroji išmatuota atidarymo įtampa gali šiek tiek nukrypti nuo teorinės vertės arba vardinės vertės duomenų vadove.
4, tranzistoriaus įjungimo įtampos svarba praktikoje
Tranzistorių įjungimo įtampa turi didelę įtaką grandinės konstrukcijai ir veikimo optimizavimui. Pavyzdžiui, skaitmeninėse grandinėse, norint užtikrinti teisingą loginių vartų perjungimą ir sumažinti energijos suvartojimą, būtina tiksliai valdyti tranzistorių įjungimo įtampą. Be to, analoginėse grandinėse tranzistorių įjungimo įtampa taip pat lemia pagrindinius parametrus, tokius kaip grandinės stiprinimas ir pralaidumas. Todėl projektuojant ir gaminant tranzistorius būtina visapusiškai atsižvelgti į jų įjungimo įtampos charakteristikas ir reikalavimus.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html