Koliki je napon potreban za uključivanje tranzistora?

1, Definicija napona uključivanja za tranzistore
Napon uključivanja tranzistora, ukratko, odnosi se na minimalnu vrijednost napona potrebnu za prijelaz tranzistora iz isključenog stanja u uključeno stanje. Definicija i metoda mjerenja napona uključivanja za različite tipove tranzistora, kao što su bipolarni spojni tranzistori (BJT) i tranzistori s efektom polja (FET), malo se razlikuju.
Bipolarni spojni tranzistor (BJT): U BJT se napon uključivanja obično odnosi na trenutak kada napon baznog emitera (Vbe) dosegne određenu kritičnu vrijednost, pri kojoj tranzistor počinje provoditi. Ova kritična vrijednost ovisi o materijalu i procesu proizvodnje tranzistora, općenito između 0.6V i 0.7V (za BJT-ove na bazi silicija), ali također može varirati ovisno o specifičnom modelu.
Tranzistor s efektom polja (FET): Napon uključivanja FET-a odnosi se na određenu vrijednost koju napon izvora vrata (Vgs) treba doseći kako bi se kanal počeo formirati ili ojačati, uzrokujući tako FET prijelaz iz isključeno stanje u uključeno stanje. Ta se vrijednost obično naziva napon praga (Vth), a na njegovu veličinu također utječe vrsta FET-a (kao što je N-kanalni ili P-kanalni), materijal (kao što je silicij ili galijev arsenid) i proces proizvodnje.
2, Čimbenici koji utječu na napon uključivanja tranzistora
Napon uključivanja tranzistora nije fiksan i na njega utječu različiti čimbenici
Temperatura: Kako temperatura raste, koncentracija intrinzičnog nositelja poluvodičkih materijala raste, uzrokujući promjenu u naponu uključivanja tranzistora. Općenito govoreći, napon uključivanja BJT-a lagano će se smanjiti s povećanjem temperature, dok napon praga FET-a može porasti ili pasti, ovisno o vrsti i procesu proizvodnje FET-a.
Proces proizvodnje: Različiti procesi proizvodnje mogu uzrokovati promjene u geometrijskim dimenzijama, koncentraciji dopinga i drugim parametrima tranzistora, čime utječu na njihov napon uključivanja. Sa stalnim napretkom tehnologije poluvodiča, napon uključivanja tranzistora također se stalno smanjuje kako bi se zadovoljili zahtjevi visokih performansi i niske potrošnje energije.
Materijali: Osim silicija, drugi materijali kao što su galijev arsenid, silicij karbid itd. koriste se za proizvodnju tranzistora. Ovi materijali imaju različita fizikalna i kemijska svojstva, što također može utjecati na napon uključivanja tranzistora.
3, Metoda mjerenja napona uključivanja tranzistora
Mjerenje napona uključivanja tranzistora zahtijeva korištenje profesionalne opreme za ispitivanje, kao što su analizatori parametara poluvodiča ili osciloskopi. Ovdje je pojednostavljeni primjer koraka mjerenja (koristeći N-kanalni MOSFET kao primjer):
Spojite odvod (D) MOSFET-a na pozitivni pol napajanja i sors (S) na negativni pol napajanja kako biste formirali kanal odvodnog izvora.
Primijenite postupno rastući napon (Vgs) na vrata (G) pomoću generatora signala ili izvora napona.
U međuvremenu, koristite ampermetar za praćenje promjena u struji odvoda (Id). Kada Id počne značajno rasti (obično dostižući unaprijed postavljenu struju praga), odgovarajući Vgs je napon praga (Vth) MOSFET-a.
Treba napomenuti da zbog različitih pogrešaka i nesigurnosti u procesu mjerenja (kao što je kontaktni otpor, temperaturni pomak itd.), stvarni izmjereni napon otvaranja može imati određeno odstupanje od teorijske vrijednosti ili nominalne vrijednosti u priručniku s podacima.
4, Važnost napona uključivanja tranzistora u praktičnim primjenama
Napon uključivanja tranzistora ima značajan utjecaj na dizajn sklopa i optimizaciju performansi. Na primjer, u digitalnim sklopovima, kako bi se osiguralo ispravno prebacivanje logičkih vrata i smanjila potrošnja energije, potrebno je precizno kontrolirati napon uključivanja tranzistora. Osim toga, u analognim krugovima, napon uključivanja tranzistora također određuje ključne parametre kao što su pojačanje kruga i propusnost. Stoga je pri projektiranju i proizvodnji tranzistora potrebno u potpunosti razmotriti karakteristike i zahtjeve njihovog napona uključivanja.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html