أنواع الترانزستورات ذات التأثير الميداني مع بوابة معزولة. أصناف وأنماط تشغيل الترانزستورات ذات التأثير الميداني. مثال على تقرير معمل

في مخططات الدوائر ، يمكنك العثور على تسميات ترانزستور تأثير المجال من نوع أو آخر.

من أجل عدم الخلط بيننا والحصول على الصورة الأكثر اكتمالا لنوع الترانزستور الذي لا يزال مستخدمًا في الدائرة ، دعنا نقارن التعيين الرسومي التقليدي للترانزستور أحادي القطب وخصائصه وميزاته المميزة.

في النهاية ، يبدو المخطط هكذا. يجب أن تكون قيمته حوالي 1 إلى 100 nF. الهدف هو القضاء على الطفيليات الصغيرة. حسنًا ، سنكون قادرين على مهاجمة الأشياء الخطيرة! العملات المعدنية في هذا الجزء مهمة لفهمها. لست مضطرًا إلى تنفيذها ، لكن يمكنك ذلك إذا أردت.

الآن بعد أن أصبح لدينا أساسيات بدء تشغيل محركنا بدون شواية ، يمكننا الحصول على بعض المعرفة الأخرى. البدء بشيء سهل: تعديل سرعة المحرك. كما هو موضح في القسم الأول من هذا الفصل ، المحرك التيار المباشرله علاقة مباشرة بين جهده الإمداد وسرعته الدورانية. في الواقع ، كلما زاد الجهد عند أطرافه ، كلما كان محور الدوران أسرع. يمكننا أن ننتج بواسطة متحكمنا إشارة مربعة تكون دورة عملها متغيرة.

بغض النظر عن نوع ترانزستور تأثير المجال ، فإنه يحتوي على ثلاثة نواتج. واحد منهم يسمى بوابة(ض). البوابة عبارة عن قطب تحكم ، يتم تطبيق جهد تحكم عليها. الناتج التالي هو مصدر(و). المصدر مشابه للباعث الترانزستورات ثنائية القطب. الاستنتاج الثالث يسمى مخزون(مع). الصرف هو المحطة التي يتم سحب تيار الخرج منها.

ستقود هذه الإشارة الترانزستور ، والذي بدوره سيقود المحرك. سيؤدي ذلك إلى تغيير سرعة المحرك. ولكن إذا انقطع المحرك ، فسوف يدور ، ثم يتوقف ، ثم يبدأ مرة أخرى ، وهكذا. لن تكون جميلة ولن تكون أسرع.

كلما انخفض المحرك ، كان المحرك أبطأ. على العكس من ذلك ، كلما زادت دورة العمل ، زادت سرعة تحرك المحرك. كل هذا مع ترانزستور للحصول على الطاقة ويمكننا تشغيل المحرك بالسرعة التي نريدها. ستكون العقدة كما هي الآن ، مع ترانزستور "جديد" ومقاومتها الرئيسية. الآن بعد أن أصبح المحرك يعمل بسرعة متحكم بها ، قد يكون من الحكمة تدويره في اتجاه مختلف أو حتى إعاقة المحرك.

على الأجانب الدوائر الإلكترونيةآه ، يمكنك أن ترى التعيين التالي لمحطات الترانزستورات أحادية القطب:

    جي- مصراع (من الإنجليزية - جيأكل "مصراع" ، "بوابة") ؛

    س- المصدر (من الإنجليزية - س"المصدر" ، "البداية") ؛

    د- مخزون (من الإنجليزية - دالمطر "تدفق" ، "تسرب").

بمعرفة التسميات الأجنبية لمخرجات ترانزستور تأثير المجال ، سيكون من السهل فهم دوائر الإلكترونيات المستوردة.

الشكل 8.1. أنواع الترانزستورات ذات التأثير الميداني

أداء المحرك جيد. من الأفضل أن تستدير بالسرعة الصحيحة. الحركة في كلا الاتجاهين مثالية. هذا ما نحاول فعله الآن! بادئ ذي بدء ، سؤال بسيط للغاية: لماذا يعمل المحرك في اتجاه واحد فقط؟ الجواب الواضح هو: لأن التيار يتدفق في اتجاه واحد فقط! يمكنك تجربة التعديل الأول في هذا الفصل حيث لم يكن هناك سوى محرك متصل ببطارية 9 فولت. حاول قلب المحركين لترى ما يحدث: يعكس المحرك الاتجاه.

تعيين ترانزستور تأثير المجال مع تحكم p-n - تقاطع (J-FET).

لذا. الترانزستور مع إدارة p-n- يشار إلى الانتقال على الرسوم البيانية على النحو التالي:


ن قناة J-FET


ف قناة J-FET

اعتمادًا على نوع الموجات الحاملة المستخدمة لتشكيل القناة الموصلة (المنطقة التي يتدفق من خلالها التيار المنظم) ، يمكن أن تكون هذه الترانزستورات عبارة عن قناة n وقناة p. يُظهر التدوين الرسومي أن قنوات n يتم تصويرها بسهم يشير إلى الداخل وقنوات p إلى الخارج.

إنه مرتبط بـ حقل مغناطيسيالناتجة عن الملفات الداخلية للمحرك ، والتي تكون بعد ذلك معاكسة. إذا تم تمكين هذا ، فإن المحرك يعمل ، وإلا يتم إيقاف المحرك. دعونا نضيف الترانزستور الثاني "على الجانب الآخر" من المحرك. لن يتغير شيء ، لكن سيكون من الضروري طلب ترانزستورين لبدء تشغيل المحرك.

لنجرب أربعة ترانزستورات ، فلنكن مجانين! في الوقت الحالي ، سنقود المحرك في كلا اتجاهي الدوران. كما ترى ، تعمل الترانزستورات في أزواج. في الواقع ، إذا أغلقت أحدهما وتركت الثلاثة الأخرى مفتوحة ، فلا يوجد مكان تذهب إليه حاليًا ولا يحدث شيء ، ينفد المحرك. سيؤدي هذا الإجراء إلى إنشاء ما يسمى بفرامل مغناطيسية. ثم يتم تقصير المحرك. بالتناوب بسبب القصور الذاتي ، يعود التيار المتولد إلى المحرك وسيبطئه.

تعيين الترانزستور MIS.

الترانزستورات أحادية القطب من النوع MIS (MOSFET) لها تسمية رسومية تقليدية مختلفة قليلاً عن J-FETs مع عنصر تحكم السندات الإذنية تقاطع. يمكن أن تكون MOSFETs إما قناة n أو قناة p.

MOSFETs من نوعين: قناة مدمجةو قناة المستحثة.

كن حذرًا ، لكن هذا يختلف عن ظاهرة التحرك الحر حيث يكون المحرك حرًا في الدوران. كما رأينا أعلاه ، من أجل حماية الترانزستور من التداخل أو أثناء الكبح الإلكتروني للمحرك ، نضع الصمام الثنائي. في هذه الحالة ، يجب أن يكون هذا الصمام الثنائي متوازيًا مع أطراف الترانزستور. لدينا هنا أربعة ترانزستورات ، لذا سنستخدم أربعة صمامات ثنائية نضعها على كل ترانزستور. وهكذا ، سيجد التيار دائمًا طريقة للمرور دون المخاطرة بالقوة عبر الترانزستورات ، وحرقها.

بالإضافة إلى ذلك ، ينتج عن المحرك الدوار الضوضاء نفسها. لهذين السببين ، غالبًا ما يكون من المفيد إضافة مكثفات المرشح إلى أطراف المحرك. كما هو الحال في التجميع التالي ، يمكن وضع دبابيس للمحرك على التوازي واثنين أصغر بين الدبوس وغطاء المحرك.

ماهو الفرق؟

الفرق هو أن ترانزستور القناة المستحث لا يتم تشغيله إلا عندما يتم تطبيق جهد عتبة موجب أو سالب فقط على البوابة. جهد العتبة ( منذ ذلك الحين ) هو الجهد بين البوابة ومحطات المصدر التي يفتح عندها FET ويبدأ تيار التصريف بالتدفق خلاله ( جيم ).

بعد ذلك ، عندما يبدأ المحرك ، سيقوم بإجراء المكالمة الحالية. وبالتالي ، في لحظة المغادرة ، سيتم توفير الطاقة جزئيًا بواسطة هذا المكثف ، وليس بواسطة البطارية. لتجنب التعرض للتعذيب من خلال وصلات الترانزستور ومنطق التحكم بها ، تم تصميم وتصنيع مكونات جاهزة للاستخدام.

ترانزستورات تأثير مجال البوابة المعزولة

أولاً ، إليك رابط لجدول المكونات. تم تصميم هذا المكون ليعمل من 5 فولت إلى 36 فولت وهو قادر على توصيل 600 مللي أمبير لكل قناة. يمكن حمل تيار الذروة حتى 1.2A لكل قناة. احذر من القلق أقل! من ناحية أخرى ، هذا يعني ضمنا تنازلات الأداء. تفريع هذا المكون بسيط للغاية ، لكننا سنراه معًا. يحتوي هذا المكون على 16 دبوسًا ويعمل وفقًا لنظام التناظر بكل بساطة. على كل جانب ، تعمل المسامير الوسطى على توصيل الكتلة وكذلك لتبديد الحرارة.

يعتمد قطبية جهد العتبة على نوع القناة. بالنسبة إلى mosfets مع قناة p ، يجب تطبيق جهد "-" سلبي على البوابة ، وبالنسبة لأولئك الذين لديهم قناة n ، يجب تطبيق جهد موجب "+". Mosfets مع قناة مستحثة تسمى أيضًا الترانزستورات. نوع مخصب. لذلك ، إذا سمعت ما يقال عن نوع mosfet المخصب ، يجب أن تعلم أن هذا ترانزستور بقناة مستحثة. يظهر رمزها أدناه.

تصميم ترانزستورات التأثير الميداني مع وصلة تحكم

توجد مدخلات تنشيط الجسر على المسامير 1 ثم هناك دبابيس لقيادة الترانزستورات. مثل الصورة الجيدة أفضل من الكلام الطويل ، ها الحالات الممكنةوأفعالهم. يبقى فقط توصيل المحرك بالمخرجات المناسبة لتشغيله. 🙂 وها هو! أنت تعرف كل ما تحتاج لمعرفته حول هذا المكون تقريبًا.

مزايا FETs

أوه نعم ، هذا صحيح ، وهو مهم! المكون اثنين من مصادر الطاقة. على الرغم من أن هذين المدخلين يتوافقان مع نفس الفولتية ، إلا أننا لسنا مطالبين بتعيين نفس الفولتية. يمكن للمنظم أن يزود فقط 250 مللي أمبير ، وهو منخفض. إذا كنت تستخدمه لتشغيل المحركات ، فإنك تخاطر بحرقه!


ن قناة MOSFET


ف قناة MOSFET

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين ترانزستور MIS بقناة مستحثة وترانزستور تأثير المجال بقناة متكاملة في أنه يفتح فقط عند قيمة معينة (حد U) للجهد الموجب أو السالب (اعتمادًا على نوع القناة - n أو p ).

كما أنه يوفر ميزة مثيرة للاهتمام وهي قياس التيار المار عبر الجسر. هناك نوعان من دبابيس الطاقة ، أحدهما للمنطق والآخر للطاقة. للحصول على الأداء الأمثل ، توصي الوثائق بوضع مكثفات 100nF على كل خط طاقة. التحكم في مصدر الطاقة المنطقي على الدبوس التالي ومصدر طاقة وحدة الطاقة على المغزل. الأرض التي تقع في منتصف المغزل. . كن حذرًا لإضافتها إلى التجميع الخاص بك وإلا سيحترق المكون الخاص بك.

كما كان من قبل ، هذا هو الرسم التوضيحي. دعنا نذهب ، زو ، تذكير صغير! يتم تعريف النسبة الدورية على أنها عدد من 0 إلى جميع القيم بين هذين الطرفين ، مما يعطي نسبة دورية أكبر أو أصغر. لمعرفة العلاقة الدورية التي تتوافق مع أي قيمة ، عليك إنشاء قاعدة من ثلاثة. يتم تحديد العملية الحسابية التي تعطي قيمة لكل جزء بالعلاقة التالية.

يفتح الترانزستور بقناة مدمجة بالفعل عند "0" ، وبجهد سالب عند البوابة ، يعمل في وضع العجاف(مفتوح أيضًا ، لكن يمر بتيار أقل). إذا تم تطبيق جهد موجب "+" على البوابة ، فستستمر في الفتح والدخول إلى ما يسمى نظام التخصيب- سيزداد تيار التصريف. يصف هذا المثال تشغيل mosfet n-channel مع قناة مدمجة ، وتسمى أيضًا الترانزستورات نوع مستنفد. يظهر تمثيلهم الشرطي في الرسوم البيانية أدناه.

وبالتالي ، يحتوي هذا الامتداد على كل ما تحتاجه لتنفيذ محرك واحد أو أكثر بسرعة. التناظرية الوحيدة هي أن المسامير التي سيتم استخدامها متراكبة. ومع ذلك ، هناك العديد من دروع المحرك غير الرسمية التي يمكنها فعل الشيء نفسه أو الشيء نفسه تقريبًا.

ميزة هذا هو بلا شك أسعارها أرخص في كثير من الأحيان. ثم يجب أن يكون لديك ما يكفي من المعرفة لاستخدام أي درع غير رسمي يمكنك العثور عليه. أولاً ، إليك عنوان وصف هذه الشاشة: درع المحرك. ربما لدينا أيضًا "مجساتان حاليان" ، لكننا سنعود إليهما لاحقًا. إذا كنت بحاجة إلى جهات الاتصال هذه لتطبيقات أخرى ، فيمكنك تعطيل الميزة مرة أخرى بقطع الشريط الموجود أسفل البطاقة. تمت معايرة الدائرة بحيث تكون 3 فولت عندما يسلم الجسر 2 أمبير. هذه النسبة متناسبة ، لذلك لدينا نسبة 65 فولت لكل مضخم.



في التعيين الرسومي التقليدي ، يمكن تمييز الترانزستور ذي القناة المستحثة عن الترانزستور بقناة متكاملة عن طريق كسر الخط الرأسي.

في بعض الأحيان في الأدبيات الفنية ، يمكنك رؤية صورة MOSFET بالطرف الرابع ، وهو استمرار لخط السهم الذي يشير إلى نوع القناة. إذن ، الناتج الرابع هو إخراج الركيزة (الركيزة). تُستخدم صورة Mosfet هذه ، كقاعدة عامة ، لوصف ترانزستور منفصل (أي فردي) ويستخدم فقط كنموذج مرئي. أثناء عملية التصنيع ، عادة ما يتم توصيل الركيزة بمحطة المصدر.

بفضل هذا ، يمكنك تحديد جهتي اتصال فقط للتحكم في كل محرك: مع الاتجاه والسرعة. يتم تفسير الأخير على النحو التالي: "الناتج هو 1 إذا كان أحد المدخلين هو 1." في شكل جدول ، نحصل على ما يلي. تذكر الآن أن ظروف الكبح تم تمثيلها بدقة عندما كان مدخلا الجسر على نفس المستوى. من خلال توصيل نتيجة هذه البوابة المنطقية ومدخلات التحكم بذكاء ، يمكن تحديد ما إذا كان سيتم استخدام وظيفة الفرامل أم لا.

مع هذا التثبيت ، يمكنك اختيار ما إذا كنت تريد وضع الفرامل على محركاتك. إذا كنت تفضل أن يكون لديك دبابيس ولا يوجد لديك فرامل ، فستقطع الأشرطة الموجودة أسفل الكارت مرة أخرى. لا تخافوا من الندم! إذا قمت بقطع الحزام ، فيمكنك دائمًا إعادته عن طريق إضافة بقعة صغيرة من اللحام لتوصيل الفاصلتين المتوفرتين لهذا الغرض. 😉 سيكون من الأفضل أن تكون قادرًا على ارتداء الركاب الذين تمت إزالتهم يدويًا ، ولكن مهلاً ، هذا هو الحال.


MOSFET مع إخراج الركيزة


تعيين Power MOSFET

نتيجة لتوصيل المصدر والركيزة في هيكل mosfet الميداني ، أ الصمام الثنائي المدمج. لا يؤثر هذا الصمام الثنائي على تشغيل الجهاز ، حيث يتم تضمينه في الدائرة في الاتجاه المعاكس. في بعض الحالات ، يمكن استخدام الصمام الثنائي المدمج ، الذي يتكون نتيجة لتكنولوجيا تصنيع MOSFET عالي الطاقة ، في الممارسة العملية. في أحدث الأجيال من MOSFETs عالية الطاقة ، يتم استخدام الصمام الثنائي المدمج للحماية العنصر نفسه.

الآن تعلمون جميعا عن هذا الدرع. الآن بعد أن عرفت التشغيل العام للدرع الرسمي ، يجب أن تكون قادرًا على استخدام معظم دروع المحرك دون أي مشاكل. باختصار ، ما يكفي من حياتي ، دعنا نتعلم الوحدة! فيما يلي قائمة صغيرة بالنقاط المهمة.

الأصفر الأيسر: التحكم في المدخلات. . هذا الدرع يتطلب القليل من الدقة. قد يتم استخدام هذا الأخير أو لا. لا النكات بوابة المنطق لكسب الدبابيس. لذلك ، ستحتاج إلى ثلاثة دبابيس لكل محرك ، اثنتان للتحكم في التوجيه والفرامل وواحدة للسرعة. للقيام بذلك ، لنبدأ بتوصيل الشاشة بأسلاك. كل ما علينا فعله هو التعامل مع الطعام.


قد لا تتم الإشارة إلى الصمام الثنائي المدمج على رمز ترانزستور MIS قوي ، على الرغم من وجود مثل هذا الصمام الثنائي في الواقع في أي جهاز ميداني قوي.

حقل التأثير الترانزستور. تعريف. تعيين. تصنيف (10+)

FET مع القناة المستحثة

بهذه الطريقة سنتمكن من تغيير السرعة دون إعادة تشغيل البرنامج 😉. وهنا ، من وجهة نظر إلكترونية ، كل شيء جاهز. هذا ما يعطيني. الآن علينا التعامل مع الكود ، وكما هو الحال دائمًا ، سنبدأ بإدراج المتغيرات المتعلقة بجهات الاتصال المستخدمة.

ولكن إذا قمت بتغيير الأخير ، فسترى أن محرك سيارتك يدور. لكن لماذا تقسم السرعة على 4 على السطر 5؟ يتم استخدام مقياس الجهد كوحدة تحكم في السرعة ، لكنك تقوم بالفعل بتغيير الأصل. سوف نتأكد أيضًا من أن السرعة أعلى بالابتعاد عن 0 الظاهري.

حقل التأثير الترانزستور

ترانزستور تأثير المجال (FET) هو جهاز إلكتروني يسمح لك بضبط التيار عن طريق تغيير جهد التحكم. كما كتبت سابقًا ، بالنسبة لتصميم الدوائر الإلكترونية ، ليست هناك حاجة إلى الحصول على فكرة عن المبادئ الفيزيائية للتشغيل وتصميم الجهاز الإلكتروني. يكفي أن تعرف أن هذا صندوق أسود بخصائص معينة. لن يتغير شيء إذا اخترعوا فجأة تكنولوجيا جديدة، والذي يسمح لك بعمل أجهزة مشابهة في خصائصها للترانزستورات ذات التأثير الميداني ، ولكن بناءً على مبادئ أخرى. سوف نضعهم في نفس المخططات وندعوهم بالعاملين الميدانيين.

يمكنك اعتبار هذا بمثابة تمرين. بعد ذلك فيديو قصير للنتيجة. مبروك لمن حاول عمل هذا البرنامج حتى لو لم يصل! في الحالة الأخيرة ، يمكنك الذهاب إلى المنتديات وطرح أي أسئلة بعد التحقق مما كنت تحاول فهمه جميعًا. 😉 هذا فيديو يوضح كيفية عمل البرنامج.

الآن سيكون من الممكن أن نظهر لك وجود بعض المحركات المحددة التي تعتمد على محرك DC للعمل. وسترى أنه يمكننا فعل الكثير! 😉. أثناء سلوك النوع الخطي هذا ، يتم إنشاء منطقة فارغة في القناة ، يتناسب حجمها مع القطبية العكسية بين البوابة والمصدر ، وتتوسع على نطاق أوسع على جانب محطة الصرف نظرًا لتوصيلها بالطرف الموجب وفي هذه المنطقة يكون الاستقطاب العكسي أكثر حدة.

تعريف تأثير المجال الترانزستور

الترانزستور ذو التأثير الميداني هو جهاز به أربعة أطراف: المصدر ، الصرف ، البوابة ، الركيزة. يتم تطبيق جهد تحكم بين البوابة والمصدر. في معظم الحالات ، يتم توصيل الركيزة الموجودة داخل الحزمة بالمصدر ، بحيث تبرز ثلاثة خيوط. بعض الأنواع تأثير الترانزستور الميدانليس لديك ركيزة (الترانزستورات مع تقاطع pn).

يحتوي ترانزستور التأثير الميداني على وضعين للتشغيل: المقطع الخطي وقسم التشبع.

قسم الخط: [تيار الصرف ، أ] = 2 * ك * (([ جهد التحكم ، V] - [عتبة الجهد ، V]) * [استنزاف - مصدر الجهد ، V] - 0.5 [استنزاف - مصدر الجهد ، V] ^ 2)

منطقة التشبع: [تيار الصرف ، أ] = ك * ([ جهد التحكم ، V] - [عتبة الجهد ، V]) ^ 2

جهد العتبة (جهد القطع)- هذه كمية مجردة تكون معادلة المقطع الخطي صحيحة. يمكننا اعتبار أن هذا هو الجهد الذي يصل فيه الخط المستقيم المستمر للقسم الخطي إلى صفر تيار. يرجى ملاحظة أن هذا مجرد فكرة مجردة. الخطأ الشائع هو الرأي القائل بأنه عندما يكون جهد التحكم أقل من العتبة ، فلا يوجد توصيل. هذا ليس صحيحا. لا يمكن ضمان عدم التوصيل إلا إذا كان الجهد أقل بكثير (عدة فولتات). إذا كانت قريبة من العتبة ، فعندئذٍ تكون الموصلية الصغيرة موجودة ، لكن لا يبدو من الممكن (والمفيد) استنباط صيغة معقولة لحسابها.

المادة المتفاعلةيشكل تقاطع pn مع قناة أشباه الموصلات تربط الصرف والمصدر ، بحيث لا يجب أن يكون الجهد على الركيزة أقل (لقناة من النوع n) / أكبر من (لقناة من النوع p) جهد المصدر.

المقاومة بين البوابة ومصدر ترانزستور تأثير المجال في وضع التشغيل عالية جدًا.

سنقوم باستدعاء جهاز إلكتروني به أربعة أو ثلاثة أطراف ، له الخصائص الموضحة في هذه الصيغ FET

تعيين وتصنيف (أنواع وأنواع) ترانزستورات التأثير الميداني

تتوفر ترانزستورات التأثير الميداني مع بوابة معزولة (MOSFET ، MOS) (الحرف الأول من الفهرس في الصورة هو "A") وبوصلة p-n (الحرف الأول من الفهرس في الصورة هو "B") . يمكن أن يعمل جهاز البوابة المعزول مع قطبية جهد البوابة لأن البوابة معزولة عن القناة. الجهاز الذي يحتوي على تقاطع p-n لا يعمل إلا إذا كان التقاطع p-n لا يعمل كهرباء، أي أن الجهد الأمامي لا يمكن أن يتجاوز بضعة أعشار من الفولت.

تأتي الترانزستورات ذات التأثير الميداني مع قناة من النوع n (الحرف الثاني من الفهرس في الصورة هو "A") والنوع p (الحرف الثاني من الفهرس في الصورة هو "B"). تعمل ترانزستورات القناة n عندما يكون جهد المنبع أقل من جهد التصريف ، على العكس من ذلك ، عندما يكون جهد المنبع أكبر من جهد التصريف. يجب تطبيق الجهد السالب المتعلق بالمصدر على بوابة ترانزستور تأثير المجال ذي القناة n مع تقاطع p-n ، والجهد الموجب لبوابة القناة p.