Aké napätie je potrebné na zapnutie tranzistora?

1, Definícia zapínacieho napätia pre tranzistory
Zapínacie napätie tranzistora v skratke označuje minimálnu hodnotu napätia potrebnú na prechod tranzistora zo stavu vypnutia do stavu zapnutia. Definícia a metóda merania zapínacieho napätia pre rôzne typy tranzistorov, ako sú bipolárne tranzistory (BJT) a tranzistory s efektom poľa (FET), sú mierne odlišné.
Bipolárny tranzistor (BJT): V BJT sa zapínacie napätie zvyčajne vzťahuje na moment, keď napätie bázového emitora (Vbe) dosiahne určitú kritickú hodnotu, pri ktorej sa tranzistor začne viesť. Táto kritická hodnota závisí od materiálu a výrobného procesu tranzistora, vo všeobecnosti medzi 0,6V a 0,7V (pre BJT na báze kremíka), ale môže sa líšiť aj v závislosti od konkrétneho modelu.
Tranzistor s efektom poľa (FET): Zapínacie napätie FET sa vzťahuje na špecifickú hodnotu, ktorú musí napätie zdroja hradla (Vgs) dosiahnuť, aby sa kanál začal formovať alebo zosilňovať, čím spôsobí prechod FET z vypnutý stav do zapnutého stavu. Táto hodnota sa bežne označuje ako prahové napätie (Vth) a jej veľkosť je tiež ovplyvnená typom FET (ako je N-kanál alebo P-kanál), materiálom (ako je kremík alebo arzenid gália) a výrobným procesom.
2, Faktory ovplyvňujúce zapínacie napätie tranzistorov
Zapínacie napätie tranzistora nie je fixné a je ovplyvnené rôznymi faktormi
Teplota: So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje vlastná nosná koncentrácia polovodičových materiálov, čo spôsobuje zmenu zapínacieho napätia tranzistorov. Všeobecne povedané, zapínacie napätie BJT bude mierne klesať so zvyšujúcou sa teplotou, zatiaľ čo prahové napätie FET môže stúpať alebo klesať v závislosti od typu a výrobného procesu FET.
Výrobný proces: Rôzne výrobné procesy môžu spôsobiť zmeny v geometrických rozmeroch, koncentrácii dopingu a iných parametroch tranzistorov, a tým ovplyvniť ich zapínacie napätie. S neustálym pokrokom polovodičovej technológie sa aj zapínacie napätie tranzistorov neustále znižuje, aby sa splnili požiadavky na vysoký výkon a nízku spotrebu energie.
Materiály: Okrem kremíka sa na výrobu tranzistorov používajú aj iné materiály ako arzenid gália, karbid kremíka atď. Tieto materiály majú rôzne fyzikálne a chemické vlastnosti, ktoré môžu ovplyvniť aj zapínacie napätie tranzistorov.
3, Spôsob merania zapínacieho napätia tranzistorov
Meranie zapínacieho napätia tranzistorov vyžaduje použitie profesionálnych testovacích zariadení, ako sú analyzátory polovodičových parametrov alebo osciloskopy. Tu je zjednodušený príklad kroku merania (pomocou N-kanálového MOSFET ako príkladu):
Pripojte odtok (D) MOSFET ku kladnému pólu napájacieho zdroja a zdroj (S) k zápornému pólu napájacieho zdroja, aby ste vytvorili kanál zdroja zvodu.
Aplikujte postupne sa zvyšujúce napätie (Vgs) na hradlo (G) pomocou generátora signálu alebo zdroja napätia.
Medzitým použite ampérmeter na sledovanie zmien odtokového prúdu (Id). Keď sa Id začne výrazne zvyšovať (zvyčajne dosiahne prednastavený prahový prúd), zodpovedajúce Vgs je prahové napätie (Vth) MOSFET.
Je potrebné poznamenať, že v dôsledku rôznych chýb a neistôt v procese merania (ako je prechodový odpor, teplotný drift atď.) môže mať skutočné namerané otváracie napätie určitú odchýlku od teoretickej hodnoty alebo menovitej hodnoty v príručke k údajom.
4, Význam zapínacieho napätia tranzistora v praktických aplikáciách
Zapínacie napätie tranzistorov má významný vplyv na návrh obvodu a optimalizáciu výkonu. Napríklad v digitálnych obvodoch je pre zabezpečenie správneho spínania logických brán a zníženie spotreby energie potrebné presne riadiť zapínacie napätie tranzistorov. Okrem toho v analógových obvodoch zapínacie napätie tranzistorov tiež určuje kľúčové parametre, ako je zisk obvodu a šírka pásma. Preto pri navrhovaní a výrobe tranzistorov je potrebné plne zvážiť vlastnosti a požiadavky na ich zapínacie napätie.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-tranistor-bcx55.html