مجموعة من ترانزستور التأثير الميداني
ترانزستور تأثير المجال أو FET هو ترانزستور ، حيث يتم التحكم في تيار الخرج بواسطة مجال كهربائي. يُطلق على FET أحيانًا اسم الترانزستور أحادي القطب لأنه يتضمن عملية من نوع ناقل واحد. تختلف الأنواع الأساسية من ترانزستورات FET تمامًا عن BJT أساسيات الترانزستور . FET عبارة عن أجهزة أشباه موصلات ثلاثية الأطراف ، مع أطراف المصدر والصرف والبوابة.
تحمل الشحنة الإلكترونات أو الثقوب التي تتدفق من المصدر إلى التصريف عبر قناة نشطة. يتم التحكم في تدفق الإلكترونات من المصدر إلى الصرف عن طريق الجهد المطبق عبر البوابة ومحطات المصدر.
أنواع الترانزستور FET
FETs من نوعين - JFETs أو MOSFETs.
تقاطع فيت
تقاطع FET
ترانزستور Junction FET هو نوع من ترانزستور تأثير المجال الذي يمكن استخدامه كمفتاح متحكم به كهربائيًا. ال الطاقة الكهربائية يتدفق عبر قناة نشطة بين المصادر لتصريف المحطات. من خلال تطبيق العكس الجهد التحيز إلى محطة البوابة ، القناة متوترة بحيث يتم فصل التيار الكهربائي تمامًا.
الترانزستور FET الوصلة متاح في قطبين هما
ن- قناة جفت
N قناة JFET
تتكون القناة N JFET من شريط من النوع n على جانبي طبقتين من النوع p مخدر. تشكل قناة الإلكترونات القناة N للجهاز. يتم إجراء اتصالين أوميين على طرفي جهاز القناة N ، وهما متصلان معًا لتشكيل طرف البوابة.
مأخوذة من الجانبين الآخرين للشريط. يُطلق على الفرق المحتمل بين محطات المصدر والصرف اسم Vdd ويطلق على الفرق المحتمل بين المصدر ومحطة البوابة Vgs. يرجع تدفق الشحنات إلى تدفق الإلكترونات من المصدر إلى الصرف.
عندما يتم تطبيق جهد موجب عبر محطات الصرف والمصدر ، تتدفق الإلكترونات من المصدر 'S' لتصريف الطرف 'D' ، بينما يتدفق معرف تيار التصريف التقليدي عبر الصرف إلى المصدر. بينما يتدفق التيار عبر الجهاز ، يكون في حالة واحدة.
عندما يتم تطبيق جهد قطبية سالب على بوابة البوابة ، يتم إنشاء منطقة استنفاد في القناة. يتم تقليل عرض القناة ، وبالتالي زيادة مقاومة القناة بين المصدر والصرف. نظرًا لأن تقاطع مصدر البوابة منحازًا عكسيًا ولا يتدفق التيار في الجهاز ، فهو في وضع إيقاف التشغيل.
لذلك إذا زاد الجهد المطبق عند بوابة البوابة ، فإن كمية أقل من التيار سوف تتدفق من المصدر إلى الصرف.
تتميز القناة N JFET بموصلية أكبر من القناة P JFET. لذا فإن قناة N JFET هي موصل أكثر كفاءة مقارنة بقناة P JFET.
ف قناة JFET
تتكون قناة P JFET من شريط من النوع P ، على جانبين من طبقات النوع n مخدر. يتم تشكيل محطة البوابة من خلال الانضمام إلى جهات الاتصال الأومية على كلا الجانبين. كما هو الحال في قناة N JFET ، تؤخذ محطات المصدر والتصريف من الجانبين الآخرين للشريط. تتشكل قناة من النوع P ، تتكون من ثقوب كحاملات شحنة ، بين المصدر ومحطة التصريف.
شريط JFET قناة P
يضمن الجهد السالب المطبق على أطراف الصرف والمصدر تدفق التيار من المصدر إلى طرف الصرف ويعمل الجهاز في المنطقة الأومية. يضمن الجهد الإيجابي المطبق على طرف البوابة تقليل عرض القناة ، وبالتالي زيادة مقاومة القناة. الأكثر إيجابية هو جهد البوابة أقل هو التيار المتدفق عبر الجهاز.
خصائص قناة p تقاطع الترانزستور FET
فيما يلي المنحنى المميز لقناة p ترانزستور تأثير مجال التقاطع وأنماط مختلفة من تشغيل الترانزستور.
خصائص الترانزستور FET تقاطع القناة p
منطقة القطع : عندما يكون الجهد المطبق على بوابة البوابة موجبًا بدرجة كافية للقناة العرض ليكون الحد الأدنى ، لا تدفقات الحالية. هذا يتسبب في أن يكون الجهاز في منطقة قطع.
المنطقة الأومية : يتناسب التيار المتدفق عبر الجهاز خطيًا مع الجهد المطبق حتى يتم الوصول إلى جهد الانهيار. في هذه المنطقة ، يظهر الترانزستور بعض المقاومة لتدفق التيار.
منطقة التشبع : عندما يصل جهد مصدر التصريف إلى قيمة بحيث يكون التيار المتدفق عبر الجهاز ثابتًا مع جهد مصدر التصريف ويختلف فقط مع جهد مصدر البوابة ، يُقال أن الجهاز في منطقة التشبع.
تقسيم المنطقة : عندما يصل جهد مصدر التصريف إلى قيمة تتسبب في انهيار منطقة النضوب ، مما يؤدي إلى زيادة مفاجئة في تيار التصريف ، يقال إن الجهاز في منطقة الانهيار. يتم الوصول إلى منطقة الانهيار هذه في وقت سابق للحصول على قيمة أقل لجهد مصدر التصريف عندما يكون جهد مصدر البوابة أكثر إيجابية.
الترانزستور MOSFET
الترانزستور MOSFET
ترانزستور MOSFET كما يوحي اسمه هو شريط أشباه الموصلات من النوع p (نوع n) (مع منطقتين مخدرتين بشدة من النوع n منتشرة فيه) مع طبقة أكسيد معدني مترسبة على سطحه وثقوب مأخوذة من الطبقة لتشكيل المصدر ومحطات الصرف. يتم ترسيب طبقة معدنية على طبقة الأكسيد لتشكيل طرف البوابة. أحد التطبيقات الأساسية للترانزستورات ذات التأثير الميداني هو استخدام MOSFET كمفتاح.
يحتوي هذا النوع من ترانزستور FET على ثلاثة أطراف ، وهي المصدر والصرف والبوابة. يتحكم الجهد المطبق على بوابة البوابة في تدفق التيار من المصدر إلى الصرف. ينتج عن وجود طبقة عازلة من أكسيد المعدن أن للجهاز مقاومة عالية للمدخلات.
أنواع الترانزستور MOSFET على أساس أوضاع التشغيل
الترانزستور MOSFET هو النوع الأكثر استخدامًا من ترانزستور التأثير الميداني. يتم تحقيق تشغيل MOSFET في وضعين ، بناءً على تصنيف ترانزستورات MOSFET. تتكون عملية MOSFET في وضع التحسين من تشكيل تدريجي لقناة بينما ، في وضع النضوب MOSFET ، تتكون من قناة منتشرة بالفعل. تطبيق متقدم من MOSFET هو CMOS .
ترانزستور تحسين MOSFET
عندما يتم تطبيق جهد سلبي على بوابة بوابة MOSFET ، تتراكم حاملات الشحنة الموجبة أو الثقوب بالقرب من طبقة الأكسيد. يتم تشكيل قناة من المصدر إلى محطة الصرف.
ترانزستور تحسين MOSFET
عندما يصبح الجهد أكثر سلبية ، يزداد عرض القناة ويتدفق التيار من المصدر إلى طرف الصرف. وبالتالي ، نظرًا لأن تدفق التيار 'يعزز' بجهد البوابة المطبق ، يُطلق على هذا الجهاز اسم Enhancement type MOSFET.
وضع النضوب الترانزستور MOSFET
يتكون وضع النضوب MOSFET من قناة منتشرة بين الصرف إلى طرف المصدر. في حالة عدم وجود أي جهد بوابة ، يتدفق التيار من المصدر إلى الصرف بسبب القناة.
وضع استنفاد الترانزستور MOSFET
عندما يكون جهد البوابة هذا سالبًا ، تتراكم الشحنات الموجبة في القناة.
هذا يتسبب في استنفاد منطقة أو منطقة من الشحنات الثابتة في القناة ويعيق تدفق التيار. وبالتالي ، نظرًا لأن تدفق التيار يتأثر بتكوين منطقة النضوب ، فإن هذا الجهاز يسمى وضع النضوب MOSFET.
التطبيقات التي تتضمن MOSFET كمفتاح
التحكم في سرعة محرك BLDC
يمكن استخدام MOSFET كمفتاح لتشغيل محرك DC. هنا يتم استخدام الترانزستور لتشغيل MOSFET. تُستخدم إشارات PWM من متحكم دقيق لتشغيل أو إيقاف تشغيل الترانزستور.
التحكم في سرعة محرك BLDC
تؤدي الإشارة المنطقية المنخفضة من دبوس المتحكم الدقيق إلى تشغيل مقرن OPTO ، مما يؤدي إلى توليد إشارة منطقية عالية عند خرجها. يتم قطع ترانزستور PNP وبناءً عليه ، يتم تشغيل MOSFET وتشغيله. يتم تقصير أطراف الصرف والمصدر ويتدفق التيار إلى ملفات المحرك بحيث يبدأ في الدوران. تضمن إشارات PWM التحكم في سرعة المحرك .
قيادة مجموعة من المصابيح:
يقود مجموعة من المصابيح
تتضمن عملية MOSFET كمفتاح تطبيق التحكم في شدة مجموعة من مصابيح LED. هنا يتم استخدام ترانزستور ، مدفوعًا بإشارات من مصادر خارجية مثل متحكم دقيق ، لقيادة MOSFET. عندما يتم إيقاف تشغيل الترانزستور ، تحصل MOSFET على الإمداد ويتم تشغيلها ، مما يوفر انحيازًا مناسبًا لصفيف LED.
تبديل المصباح باستخدام MOSFET:
تبديل المصباح باستخدام MOSFET
يمكن استخدام MOSFET كمفتاح للتحكم في تبديل المصابيح. هنا أيضًا ، يتم تشغيل MOSFET باستخدام مفتاح ترانزستور. تُستخدم إشارات PWM من مصدر خارجي مثل متحكم دقيق للتحكم في توصيل الترانزستور وبالتالي يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل MOSFET ، وبالتالي التحكم في تبديل المصباح.
نأمل أن نكون قد نجحنا في تقديم أفضل المعرفة للقراء حول موضوع الترانزستورات ذات التأثير الميداني. نود أن يجيب القراء على سؤال بسيط - كيف تختلف FETs عن BJTs ولماذا يتم استخدامها بشكل أكبر نسبيًا.
يرجى إجاباتك مع ملاحظاتك في قسم التعليقات أدناه.
اعتمادات الصورة
مجموعة من ترانزستور تأثير المجال بواسطة علي بابا
N قناة JFET بواسطة السولاربيوتيك
P قناة JFET بار بها ويكيميديا
منحنى خصائص قناة P JFET التعلم عن الإلكترونيات
الترانزستور MOSFET بواسطة imimg
تحسين الترانزستور MOSFET بواسطة اليوم
