Яка напруга необхідна для включення транзистора?

1, Визначення напруги включення транзисторів
Коротше кажучи, напруга включення транзистора означає мінімальне значення напруги, необхідного для переходу транзистора з вимкненого стану у ввімкнений стан. Визначення та метод вимірювання напруги включення для різних типів транзисторів, таких як біполярні транзистори (BJT) і польові транзистори (FET), дещо відрізняються.
Біполярний транзистор (BJT): У BJT напруга включення зазвичай відноситься до моменту, коли напруга базового емітера (Vbe) досягає певного критичного значення, при якому транзистор починає проводити. Це критичне значення залежить від матеріалу та процесу виготовлення транзистора, як правило, від 0,6 В до 0,7 В (для кремнієвих біжутерів), але також може відрізнятися залежно від конкретної моделі.
Польовий транзистор (FET): напруга ввімкнення польового транзистора відноситься до певного значення, якого має досягти напруга джерела затвора (Vgs), щоб канал почав формуватися або зміцнюватися, таким чином змушуючи польовий транзистор переходити з з вимкненого стану до увімкненого стану. Це значення зазвичай називають пороговою напругою (Vth), і на його величину також впливає тип польового транзистора (наприклад, N-канальний або P-канальний), матеріал (наприклад, кремній або арсенід галію) і виробничий процес.
2, Фактори, що впливають на напругу включення транзисторів
Напруга включення транзистора не є постійним і залежить від різних факторів
Температура: зі збільшенням температури концентрація власних носіїв напівпровідникових матеріалів зростає, що спричиняє зміну напруги включення транзисторів. Взагалі кажучи, напруга включення BJT дещо зменшиться зі збільшенням температури, тоді як порогова напруга польового транзистора може підвищуватися або падати, залежно від типу та процесу виробництва польового транзистора.
Виробничий процес: Різні виробничі процеси можуть спричиняти зміни геометричних розмірів, концентрації легування та інших параметрів транзисторів, тим самим впливаючи на їхню напругу включення. З безперервним удосконаленням напівпровідникових технологій напруга включення транзисторів також постійно знижується, щоб відповідати вимогам високої продуктивності та низького енергоспоживання.
Матеріали: крім кремнію, для виготовлення транзисторів використовуються інші матеріали, такі як арсенід галію, карбід кремнію тощо. Ці матеріали мають різні фізико-хімічні властивості, які також можуть впливати на напругу включення транзисторів.
3, Спосіб вимірювання напруги включення транзисторів
Вимірювання напруги включення транзисторів вимагає використання професійного випробувального обладнання, такого як напівпровідникові аналізатори параметрів або осцилографи. Ось спрощений приклад вимірювання (з використанням N-канального MOSFET як приклад):
Підключіть стік (D) МОП-транзистора до позитивного полюса джерела живлення, а джерело (S) — до негативного полюса джерела живлення, щоб сформувати канал джерела стоку.
Подайте поступово зростаючу напругу (Vgs) на затвор (G) за допомогою генератора сигналу або джерела напруги.
Тим часом за допомогою амперметра слідкуйте за змінами струму стоку (Id). Коли Id починає значно збільшуватися (зазвичай досягаючи заданого порогового значення струму), відповідне Vgs є пороговою напругою (Vth) MOSFET.
Слід зазначити, що через різні похибки та невизначеності в процесі вимірювання (наприклад, контактний опір, температурний дрейф тощо), фактично виміряна напруга відкриття може мати деякі відхилення від теоретичного значення або номінального значення в посібнику з даних.
4, Важливість напруги включення транзистора в практичних застосуваннях
Напруга включення транзисторів має значний вплив на конструкцію схеми та оптимізацію продуктивності. Наприклад, в цифрових схемах, щоб забезпечити правильне перемикання логічних вентилів і знизити енергоспоживання, необхідно точно контролювати напругу включення транзисторів. Крім того, в аналогових схемах напруга включення транзисторів також визначає ключові параметри, такі як підсилення схеми та пропускна здатність. Тому при проектуванні і виготовленні транзисторів необхідно всебічно враховувати характеристики і вимоги до їх напруги включення.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html