Koliki je napon potreban da se tranzistor uključi?

1, Definicija napona uključivanja za tranzistore
Napon uključivanja tranzistora, ukratko, odnosi se na minimalnu vrijednost napona potrebnu za prijelaz tranzistora iz isključenog stanja u stanje uključeno. Definicija i metoda mjerenja napona uključivanja za različite tipove tranzistora, kao što su bipolarni spojni tranzistori (BJT) i tranzistori sa efektom polja (FET), malo se razlikuju.
Bipolarni spojni tranzistor (BJT): U BJT, napon uključivanja se obično odnosi na trenutak kada napon baznog emitera (Vbe) dostigne određenu kritičnu vrijednost, pri kojoj tranzistor počinje provoditi. Ova kritična vrijednost ovisi o materijalu i proizvodnom procesu tranzistora, općenito između 0.6V i 0.7V (za BJT-ove na bazi silikona), ali također može varirati u zavisnosti od specifičnog modela.
Tranzistor sa efektom polja (FET): napon uključivanja FET-a odnosi se na određenu vrijednost koju napon izvora gejta (Vgs) treba da dostigne da bi se kanal počeo formirati ili jačati, uzrokujući na taj način da FET pređe sa isključeno u uključeno stanje. Ova vrijednost se obično naziva granični napon (Vth), a na njenu veličinu također utiče tip FET-a (kao što je N-kanal ili P-kanal), materijal (kao što je silicijum ili galijev arsenid) i proizvodni proces.
2, Faktori koji utječu na napon uključivanja tranzistora
Napon uključivanja tranzistora nije fiksan i na njega utiču različiti faktori
Temperatura: Kako temperatura raste, intrinzična koncentracija nosača poluvodičkih materijala se povećava, uzrokujući promjenu napona uključivanja tranzistora. Uopšteno govoreći, napon uključivanja BJT-a će se blago smanjivati ​​sa povećanjem temperature, dok granični napon FET-a može porasti ili pasti, ovisno o vrsti i proizvodnom procesu FET-a.
Proizvodni proces: Različiti proizvodni procesi mogu uzrokovati promjene u geometrijskim dimenzijama, koncentraciji dopinga i drugim parametrima tranzistora, čime utiču na njihov napon uključivanja. Uz kontinuirano unapređenje tehnologije poluvodiča, napon uključivanja tranzistora također se stalno smanjuje kako bi se zadovoljili zahtjevi visokih performansi i niske potrošnje energije.
Materijali: Pored silicijuma, za proizvodnju tranzistora se koriste i drugi materijali kao što su galijum arsenid, silicijum karbid itd. Ovi materijali imaju različita fizička i hemijska svojstva, što takođe može uticati na napon uključivanja tranzistora.
3, Metoda za mjerenje napona uključivanja tranzistora
Mjerenje napona uključivanja tranzistora zahtijeva korištenje profesionalne opreme za testiranje, kao što su analizatori poluvodičkih parametara ili osciloskopi. Evo pojednostavljenog primjera koraka mjerenja (koristeći N-kanalni MOSFET kao primjer):
Povežite odvod (D) MOSFET-a na pozitivni pol izvora napajanja, a izvor (S) na negativni pol napajanja kako biste formirali kanal izvora odvoda.
Primijenite postepeno rastući napon (Vgs) na kapiju (G) koristeći generator signala ili izvor napona.
U međuvremenu, koristite ampermetar za praćenje promjena struje odvoda (Id). Kada Id počne značajno da raste (obično dostiže unapred postavljenu graničnu struju), odgovarajući Vgs je napon praga (Vth) MOSFET-a.
Treba napomenuti da zbog različitih grešaka i nesigurnosti u procesu mjerenja (kao što su kontaktni otpor, temperaturni drift, 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 uticaj na dizajn kola i optimizaciju performansi. Na primjer, u digitalnim kolima, kako bi se osiguralo ispravno prebacivanje logičkih vrata i smanjila potrošnja energije, potrebno je precizno kontrolirati napon uključivanja tranzistora. Osim toga, u analognim kolima, napon uključivanja tranzistora također određuje ključne parametre kao što su pojačanje kruga i širina pojasa. Stoga je pri projektovanju i proizvodnji tranzistora potrebno u potpunosti uzeti u obzir karakteristike i zahtjeve njihovog napona uključivanja.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html