- PDF ΔΩΡΕΑΝ Λήψη

Transcript

1 5.5. RAZIOARE CU EFEC E CÂM pre deoseire de trnzistorele ipolre, trnzistorele cu efect de câmp utilizeză un singur tip de purtători de srcină (electroni su goluri) cre circulă printrun cnl semiconductor. că l trnzistorele ipolre controlul conductivităţii se relizeză prin vriţi unui curent între emitor şi ză, l trnzistorele cu efect de câmp controlul conductivităţii se relizeză prin vriţi unei tensiuni plicte unui electrod de comndă numit grilă su portă (cu rol semănător zei B). Funcţionre trnzistorelor cu efect de câmp se zeză pe modificre conductiilităţii unui cnl relizt dintrun mteril semiconductor prin plicre unui câmp electric cret de tensiune plictă electrodului de comndă (grilă su portă). Controlul curentului electric de către un câmp electric se numeşte efect de câmp. rnzistorele cu efect de câmp u următorele vntje fţă de trnzistorele ipolre : prezintă impednţă de intrre forte mre (deorece sunt comndte în tensiune) pot fi utilizte c rezistenţe comndte în tensiune liniritte ună circuitului zgomot redus grit redus ( upă modul de relizre cnlului (în volum su l suprfţă), trnzistorele cu efect de câmp se împrt în două ctegorii: trnzistore cu efect de câmp cu grilă joncţiune (ECJ) trnzistore cu efect de câmp cu grilă izoltă (ECMO) În funcţie de tipul de dopre l cnlului, trnzistorele ECJ se împrt în două ctegorii: EC cu grilă joncţiune cu cnl n EC cu grilă joncţiune cu cnl p În funcţie de modul de relizre l cnlului, trnzistorele ECMO se împrt în două ctegorii: EC cu grilă izoltă cu cnl iniţil EC cu grilă izoltă cu cnl indus rnzistorul cu efect de câmp este un dispozitiv electronic cu trei terminle (unele tipuri u 4 terminle) cre se numesc renă, ursă, rilă su ortă, (ustrt). urs şi dren sunt conectte l cpetele cnlului. urs furnizeză purtătorii de srcină ir dren colecteză purtătorii de srcină. Curentul cre circulă între sursă şi drenă se numeşte curent de drenă şi se noteză cu I. ril controleză curentul de drenă în funcţie de tensiune cre se plică între grilă şi sursă V.

2 5.5.1 RAZIOARE CU RILĂ JOCŢIUE (ECJ) rnzistorele cu efect de câmp cu grilă joncţiune funcţioneză numi cu joncţiune grilăsursă polriztă invers. tructurile de ză şi simolurile dispozitivelor EC cu grilă joncţiune. (REĂ) grilă p Cnl de tip n sustrt de tip p (RILĂ) (URĂ) Figur tructură şi simol trnzistor ECJ cu cnl (URĂ) grilă n Cnl de tip p (RILĂ) sustrt de tip n (REĂ) Figur 5.5. tructură şi simol trnzistor ECJ cu cnl Elementele grfice le simolurilor u următorele semnificţii: săget este întotdeun plstă pe grilă săget este orienttă întotdeun de l spre gril se plseză întotdeun în dreptul sursei ECJ cu cnl sunt reprezentte inverst (cu surs în sus) pentru c sensul curentului de drenă I să fie reprezentt de sus în jos

3 . Încpsulre şi identificre terminlelor dispozitivelor EC cu grilă joncţiune. Figur ispunere terminlelor l ECJ OBERVAŢIE IMORAĂ! L unele tipuri de trnzistore cu efect de câmp, terminlele pot fi dispuse ltfel decât sunt prezentte în figur de mi sus chir dcă cpsulele sunt identice. entru identificre corectă terminlelor recomnd utilizre ctlogelor cu dispozitive EC unde sunt prezentte dispunere terminlelor. c. rincipiul de funcţionre l trnzistorelor cu efect de câmp cu grilă joncţiune. În figur este prezentt modul de polrizre unui ECJ cu cnl n. I I V R V I I R V V V V V < I > V > I < Figur olrizre şi funcţionre unui trnzistor ECJ cu cnl V este tensiune de comndă cu cre se polrizeză invers joncţiune pn grilăsursă. olrizre inversă joncţiunii grilăsursă cu tensiune negtivă pe grilă, genereză în jurul joncţiunii pn o regiune golită cre se extinde în semiconductorul mi sl dopt, în zon cnlului, mărindui rezistenţ prin îngustre lui. Astfel, trnzistorul prezintă între grilă şi sursă o rezistenţă de intrre forte mre. in cest considerent curentul de grilă este forte mic (de ordinul zecilor de nnomperi) Lăţime cnlului, implicit rezistenţ lui, pot fi comndte prin modificre tensiunii grilăsursă. V este tensiune dintre drenă şi sursă cre furnizeză curentul de drenă I, cre circulă dinspre drenă spre sursă. Acest curent este comndt de tensiune grilăsursă. Cu cât tensiune grilăsursă U este mi mre cu tât cnlul se îngusteză şi vlore curentului de drenă I scde (figur ).

4 d. Crcteristicile trnzistorelor cu efect de câmp cu grilă joncţiune. eorece joncţiune grilăsursă este polriztă invers, ceste trnzistore nu u crcteristică de intrre. În cele ce urmeză se vor prezent crcteristic de ieşire I = f(v ) şi crcteristic de trnsfer I = f(v ) pentru trnzistorul BC64 cre re următorele dte de ctlog: tensiune drenăsursă V = 15V tensiune de locre grilăsursă V (locre) = 5V ensiune de locre reprezintă vlore tensiunii V pentru cre curentul I 0 curentul de drenă mxim I = 1 ma Crcteristic de trnsfer Crcteristic de ieşire I I (ma) V = 0V ,68mA 4,3mA V = 1V V = V V 1,9mA 0,48mA V V V (locre) Regiune ohmică Regiune de curent constnt trăpungere I Figur rficele crcteristicilor de trnsfer şi ieşire unui ECJ cu cnl entru trs grficul crcteristicii de trnsfer treuie determinte coordontele I în funcţie de vlorile V. entru determinre lor se utilizeză formul: V = I (1 ) V V = 3V V = 4V ( locre) 1 V = 1 I = 1 (1 ) = 7,68mA V = I = 1 (1 ) = 4,3mA V = 3 I = 1 (1 ) = 1,9mA V = 4 I = 1 (1 ) = 0,48mA 5 5 e grficul de ieşire întâlnim V cre se numeşte tensiune de strngulre. Acest reprezintă vlore tensiunii drenăsursă de l cre curentul de drenă începe să fie constnt. V este întotdeun eglă în modul cu V (locre) şi de semn opus cu cest. e grficul crcteristicii de ieşire se pot oserv regiunile în cre lucreză un ECJ.

5 e. olrizre trnzistorelor cu efect de câmp cu grilă joncţiune. rin polrizre ECJ se urmăreşte oţinere unei tensiuni de comndă V şi unui curent de drenă I de vlore dorită, deci un F decvt. În cele ce urmeză se v trt numi polrizre ECJ cu cnl n, deorece sunt cele mi utilizte în prctică. e1. OLARIZAREA AUOMAĂ L cest tip de polrizre joncţiune grilăsursă nu se polrizeză de l o sursă de tensiune seprtă, e v fi polriztă utomt. Acestă polrizre se pote fce cu configurţi din figur ril se conecteză l ms montjului printrun rezistor de vlore forte mre pentru izol fţă de msă semnlul de curent lterntiv în circuitele de mplificre. V 1V R.kΩ I A.573m I =,573mA V = V V = 0 0,841 = 0,841 F(0,84V ;,57mA) R1 10MΩ BC64 R3 330Ω V V Figur olrizre utomtă unui trnzistor ECJ cu cnl e. OLARIZAREA RI IVIZOR E EIUE L cest tip de polrizre joncţiune grilăsursă se polrizeză invers prin intermediul unui divizor rezistiv de tensiune. Circuitul de polrizre este prezentt în figur R1 6.8MΩ V 15V R 3. 3k Ω I A 1.148m I = 1,15mA V = V V = 1,91 3,09 = 1,18V F(1,18 ; 1,15) BC64C Vg V R 1MΩ R3.7kΩ V V Figur olrizre prin divizor de tensiune unui trnzistor ECJ cu cnl

6 5.5. RAZIOARE CU RILĂ IZOLAĂ (ECMO) tructur ECMO diferă de structur ECJ prin fptul că port (gril) trnzistorului este izoltă fţă de cnl printrun stt suţire de dioxid de siliciu (io ). torită izolţiei reliztă de strtul de oxid, ceste trnzistore u rezistenţ de intrre forte mre (de ordinul Ω) şi curentul de grilă extrem de mic (de ordinul A). În funcţie de modul de funcţionre sunt două ctegorii de ECMO: ECMO cu cnl iniţil l cest tip de trnzistore cnlul este întotdeun prezent fiind relizt prin mijloce tehnologice ECMO cu cnl indus l cest tip de trnzistore cnlul pre în condiţiile în cre trnzistorul este polrizt corespunzător. tructurile de ză şi simolurile dispozitivelor ECMO. 1. ECMO cu cnl iniţil. (URĂ) (RILĂ) (REĂ) (URĂ) (RILĂ) (REĂ) strt izoltor io cnl sustrt Figur tructură ECMO cu cnl iniţil. cnl n. cnl p (URĂ) (RILĂ) (REĂ) (URĂ) (RILĂ) (REĂ) strt izoltor io cnl sustrt Figur tructură ECMO cu cnl indus. cnl n. cnl p cnl iniţil de tip cnl iniţil de tip cnl indus de tip cnl indus de tip p Figur imoluri grfice pentru ECMO

7 . rincipiul de funcţionre l dispozitivelor ECMO. 1. Funcţionre unui dispozitiv ECMO cu cnl iniţil Un ECMO, în funcţie de modul de polrizre l grilei, pote lucr în regim de sărăcire su în regim de îmogăţire. că tensiune plictă pe grilă este negtivă trnzistorul lucreză în regim de sărăcire (fig ), ir dcă tensiune plictă pe grilă este pozitivă trnzistorul lucreză în regim de îmogăţire (fig ). R V V I V R V I Figur Funcţionre unui ECMO cu cnl iniţil că pe grilă se plică o tensiune negtivă, srcinile negtive de pe grilă îndepărteză electronii de conducţie din cnlul n, cre vor lăs în urm lor goluri. eorece cnlul rămâne sărăcit în electroni, conductivitte lui scde, cee ce duce l scădere intensităţii curentului de drenă I. Cu cât creşte tensiune V cu tât scde curentul I, până ce cnlul se goleşte complet şi curentul I devine nul (figur ). că pe grilă se plică o tensiune pozitivă, srcinile pozitive de pe grilă trg electronii de conducţie din cnlul n. eorece cnlul se îmogăţeşte în electroni, conductivitte lui creşte, cee ce duce l creştere intensităţii curentului de drenă I. Cu cât creşte tensiune V cu tât creşte curentul I (figur ). În czul ECMO cu cnl iniţil, trnzistorele funcţioneză în mod similr, cu excepţi fptului că polrităţile tensiunilor sunt inverste. În cele mi multe czuri, ceste trnzistore sunt utilizte în regim de sărăcire.

8 . Funcţionre unui dispozitiv ECMO cu cnl indus L ceste trnzistore cnlul de conducţie nu este relizt constructiv (figur ). Cnlul de conducţie este indus dcă trnzistorul este polrizt corect cu o tensiune grilăsursă mi mre decât tensiune de prg (figur ). ECMO cu cnl indus lucreză numi în regim de îmogăţire. R I ustrt cnl indus V V Figur Funcţionre unui ECMO cu cnl indus că pe gril trnzistorului se plică o tensiune pozitivă mi mre decât tensiune de prg, cest genereză pe suprfţ sustrtului un strt suţire de srcini negtive în regiune de sustrt din vecinătte grilei. Astfel se induce un cnl între drenă şi sursă cărui conductivitte creşte odtă cu creştere tensiunii grilăsursă. Cu cât creşte tensiune V cu tât creşte curentul I (figur ). Un ECMO oişnuit re cnlul de conducţie îngust şi lung cee ce duce l o rezistenţă drenăsursă mre. Acest lucru limiteză utilizre trnzistorelor în circuite de curenţi mici. entru utilizre trnzistorelor în circuite de putere treuie modificte din construcţie dimensiunile şi form cnlului. rin lărgire şi scurtre cnlului, rezistenţ lui scde, permiţând oţinere unor tensiuni şi curenţi mi mri. recuţii l mnevrre ECMO ispozitivele ECMO se pot distruge forte uşor dtorită descărcărilor electrosttice. entru prevenii cestă situţie treuie lute următorele măsuri de precuţie: dispozitivele ECMO treuie păstrte în mlj din mteril ntisttic cu terminlele scurtcircuitte cu stniol su un conductor metlic suţire scurtcircuitul dintre terminle se îndepărteză numi după ce trnzistorul fost lipit nu este permisă plicre unui semnl de intrre pe gril trnzistorului dcă circuitul în cre este cest nu este limentt în curent continuu.

9 c. olrizre dispozitivelor ECMO. c1. olrizre dispozitivelor ECMO cu cnl iniţil V 1V R 80 I A.316m rnzistorul BF908WR re două grile deorece re un R 10M BF908WR V V cnl iniţil şi un cnl indus. V = V R I Figur olrizre l zero unui dispozitiv ECMO cu cnl iniţil c. olrizre dispozitivelor ECMO cu cnl indus V 4V R1 R 100k 150 I V V R 15k 7000 A V V te de ctlog 7000 V (prg) = V I (cond) =75mA l V = 4,5V I (cond) =500mA l V =10V Vlori oţinute cu simultorul MULIIM: V = 3,13 V I = 64 ma V = 14,37 V Figur olrizre prin divizor de tensiune unui ECMO cu cnl indus V 15V R 3.3k I Vlori oţinute cu A 3.787m simultorul MULIIM: R1 V =,7 V V.74 V 10M 7000 V.50 V I = 3,78 ma V =,50 V Figur olrizre cu recţie în drenă unui ECMO cu cnl indus