Подбор полевого транзистора по параметрам: Страница не найдена | RCmarket.ua

Выбор правильного уровня R_DS(ON) — одна из самых главных задач в разработке схемы применения. Граница по R_DS(ON) определяется максимально допустимой мощностью рассеяния для конкретного применения и максимальной температурой перехода MOSFET. Потери мощности MOSFET разделяются на потери проводимости и потери на переключение.

Потери проводимости легко вычисляются, исходя из значений сопротивления R_DS(ON) и величины тока стока. Некоторая проблема может возникнуть при расчете потерь на переключение. Эти потери определяются как характеристиками самого MOSFET, так и конструкцией платы. В частности, такими характеристиками, как динамические параметры транзистора, нелинейной выходной емкостью «исток-сток», суммарным сопротивлением затвора транзистора, паразитными емкостями и индуктивностями платы применения. В связи с этим выбор MOSFET по сопротивлению — это сложный процесс, который может потребовать несколько итераций. Входными данными этого процесса являются выходная мощность, форма импульса тока, конструкция платы применения. Также должна быть известна рабочая частота переключения транзистора, которая соответствует другим параметрам, таким как электромагнитные шумы или магнитные потери, но не связана с потерями мощности MOSFET; должна быть выбрана конструкция радиатора, для которого известно тепловое сопротивление R_{TH_CA}.

Одним из наиболее корректных и практичных путей определения оптимального уровня сопротивления в сочетании с определенными динамическими параметрами MOSFET является оценка общей мощности потерь по измерению рабочей температуры перехода в тестовой плате применения. Конечно, такие измерения соответствуют только данному применению, и для каждого применения необходима соответствующая плата, так как паразитные параметры различны для разных применений. Сутью данного метода является предварительный выбор транзистора по расчетной максимально допустимой мощности рассеяния с учетом используемых условий применения (температур перехода и окружающей среды; конструкции радиатора) с последующей оценкой реальной общей мощности потерь.

Алгоритм определения оптимального уровня сопротивления R_DS(ON) следующий:

1. Вычисление максимальной мощности рассеяния для данной конструкции радиатора и рабочей температуры перехода по формуле:

   где T_jmax — максимальная температура перехода, Т_А — температура окружающей среды, R_{TH_JC} — тепловое сопротивление «переход-корпус», R_{TH_CA} — тепловое сопротивление «корпус-окружающая среда».

   Так как тип MOSFET еще не выбран, для расчета необходимо определить некоторое желаемое значение R_{TH_JC}

2. Вычисление необходимого R_DS(ON), удовлетворяющего максимальной мощности рассеяния, проводится для конкретной формы импульса тока. Для первого приближения учитываются только потери проводимости, так как на данном этапе еще неизвестен тип транзистора, а потери на переключение зависят от его конкретного типа. Важно проводить вычисления сначала для рабочей температуры перехода, а потом провести ее пересчет для комнатной.

   Для дискретного режима проводимости (рис. 9а) потери составляют:

   где D = t_on × f, f — частота работы преобразователя.

   Для постоянного режима проводимости (рис. 9б) потери составляют:

   Рис. 9. Форма сигнала:
   а) для дискретного режима проводимости;
   б) для постоянного режима проводимости

   Исходя из приведенных формул потерь можно определить необходимое значение R_DS(ON) для рабочей температуры и затем для +25 °С.

   Например, при дискретном режиме проводимости для рабочей температуры R_DS(ON) определяется следующим образом:

   где P_cond = P_tot и для +25 °С:

   где α — это температурный фактор для данного типа транзисторов.

3. Выбор типа транзистора, удовлетворяющего рассчитанному сопротивлению, по данным R_DS(ON) из спецификаций на транзисторы компании STMicroelectronics.
4. Транзисторы со сходным уровнем сопротивления могут иметь различный уровень динамики: различные времена нарастания и спада сигнала. При первичном выборе важно обратить внимание, что частотные свойства транзистора должны соответствовать частоте работы источника напряжения и иметь при этом некоторый запас в 15-20%. Первичную оценку необходимой частоты транзистора можно сделать по следующему соотношению:

   то есть максимальное значение каждого из четырех параметров переключения должно быть меньше, чем четверть периода работы преобразователя.

5. Далее проводится оценка общей мощности потерь для выбранного транзистора путем имитации работы данного блока источника на тестовой плате с контролем рабочей температуры перехода. Если измеренная температура не выше той, что использована в расчете максимальной мощности рассеяния, то выбранный тип MOSFET удовлетворяет требованиям.

   При необходимости можно провести оптимизацию по размеру транзистора, проверив на соответствие требованиям MOSFET с более высоким сопротивлением, что соответствует меньшему размеру и меньшей стоимости.

6. Если измеренная температура выше, то необходимо выбрать транзистор либо с более низким сопротивлением, либо в зависимости от соотношения стоимостей с лучшими динамическими параметрами, и проверить на соответствие требованиям. Либо для более эффективного охлаждения можно поменять радиатор теплоотвода на более мощный.

   Правильный тип MOSFET найден, когда следующий транзистор с более высоким R_DS(ON) не удовлетворит требованиям по температуре перехода.

Выбор параметров низковольтных MOSFET

Низковольтные MOSFET составляют основу DC/DC-преобразователей, формирующих конечные выходные напряжения. Это накладывает свою специфику на выбор MOSFET для таких применений.

Типовая схема DC/DC-преобразователя показана на рис. 10 [7]. В этой схеме основным является транзистор верхнего ключа SW1 (high side MOSFET), а транзистор нижнего ключа SW2 (low side MOSFET) является синхронизирующим. Наличие транзистора нижнего ключа значительно снижает потери энергии в DC/DC-преобразователе. При этом основные режимы работы транзисторов различны, поэтому различны и параметры, определяющие выбор необходимого транзистора.

Рис. 10. Типовая схема синхронного DC/DC-преобразователя

Выбор параметров MOSFET верхнего ключа

Транзистор верхнего ключа работает главным образом в режиме переключения, поэтому для него наиболее важны динамические параметры: низкий заряд затвора, низкие внутренние емкости и, соответственно, малые времена переключения. Хорошие динамические параметры обеспечивают высокую скорость переключения, малые динамические потери и в итоге высокую эффективность преобразователя в целом. При этом уменьшение значения такого важного параметра, как сопротивление R_DS(ON), не является определяющим для повышения эффективности. Поэтому сопротивление MOSFET верхнего ключа может быть достаточно высоким для оптимизации цены и размера.

Потери энергии на переключение определяются выражением:

где V_IN — входное напряжение, I_OUT — выходной ток, Q_G — заряд затвора, f_SW—частота преобразователя и I_GATE ток затвора.

В выражении (7) только заряд затвора Q_G является параметром непосредственно MOSFET. Оценку влияния заряда затвора Q_G и сопротивления R_DS(ON) транзистора верхнего ключа на эффективность DC/DC-преобразователя можно сделать исходя из анализа таблицы 3 и рис. 11, где в качестве примера приведены значения параметров Q_G и R_DS(ON) MOSFET верхних ключей и соответствующие им кривые эффективности. Из представленных данных видно, что лучшую эффективность имеет транзистор SW12 с минимальным значением Q_G, несмотря на то, что у этого транзистора значение R_DS(ON) не наименьшее.

Рис. 11. Зависимость эффективности DC/DC-преобразователя с параметрами MOSFET верхнего ключа согласно таблице 3 от величины выходного тока для частоты fSW=300 кГц (Vout = 1,25 В]

При повышении частоты работы преобразователя его эффективность снижается из-за повышения в целом потерь на переключение, но важность обеспечения высокой скорости переключения повышается, как это видно на рис. 12.

Рис. 12. Зависимость эффективности DC/DC-преобразователя с параметрами MOSFET верхнего ключа согласно таблице 3 от величины выходного тока для частоты fSW = 440 кГц (Vout = 1,25 В]

Также необходимо отметить важность оптимального выбора сопротивления согласующего резистора R_G EXT между драйвером и MOSFET верхнего ключа. Значение этого сопротивления является компромиссным для обеспечения высокой скорости переключения и эффективности (низкое R_G EXT) и обеспечения устойчивого переключения и минимизации уровня выброса (phase node spike) выходного напряжения (высокое R_G EXT), который определяется энергией, запасенной в паразитных индуктивностях во время выключения верхнего транзистора и наблюдается при его включении (рис. 13, 14). Выбор входного сопротивления проводится при анализе работы преобразователя на тестовой плате путем сравнения скорости переключения, эффективности, уровня выброса напряжения.

Рис. 13. Процесс возникновения выброса выходного напряжения:
а) при выключении верхнего транзистора паразитные индуктивности заряжаются;
б) при его включении разряжаются

Рис. 14. Выброс выходного напряжения на стоке MOSFET нижнего ключа при включении MOSFET верхнего ключа

Выбор параметров MOSFET нижнего ключа

Так как MOSFET нижнего ключа большую часть времени является открытым, то потери проводимости, определяемые величиной сопротивления R_DS(ON), вносят основной вклад в рассеяние мощности. Для снижения величины сопротивления в зависимости от необходимого уровня выходного тока можно использовать один или несколько транзисторов нижнего ключа.

Для нижнего ключа потери проводимости определяются как

Параметр D для современных конвертеров очень низкий (0,1-0,2%), и потери проводимости определяются главным образом сопротивлением. Поэтому минимизация R_DS(ON) является критической для оптимальной работы MOSFET нижнего ключа. Как и в случае MOSFET верхнего ключа, в качестве примера в таблице 4 приведены значения параметров двух MOSFET нижнего ключа и соответствующие им кривые эффективности на рис. 15 при использовании для обоих случаев одного и того же транзистора верхнего ключа SW11. Отметим, что транзистор SW21 соответствует критерию для транзистора верхнего ключа: низкое значение заряда затвора. Как видно на рис. 15, для малых выходных токов, когда значительный вклад дают потери на переключение и управление затвора, эффективность транзистора SW21 несколько выше благодаря низкому Q_G. Однако для средних и больших токов выше эффективность уже транзистора SW22 — благодаря низкому значению R_DS(ON).

Рис. 15. Зависимость эффективности преобразователя с параметрами MOSFET нижнего ключа согласно таблице 4 от величины выходного тока (Vout = 1,25 В]

Еще одним критическим параметром, определяющим поведение MOSFET нижнего ключа, является переходная емкость Миллера C_GD. Выше уже упоминался выброс напряжения при включении MOSFET верхнего ключа. Для уменьшения величины выброса необходимо также снижать скорость переключения MOSFET нижнего ключа. Это можно достичь путем увеличения емкости Миллера. На рис. 16 а, б приведены характеристики сигналов на обоих транзисторах для двух разных значений C_GD и показано, что увеличение емкости C_GD с 190 до 315 пФ уменьшает уровень выброса напряжения с 30,7 до 18,8 В.

Рис. 16. Осциллограмма переключения транзисторов верхнего и нижнего ключей:
а) для CGD 190 пФ уровень выброса напряжения Vphase 30,7 В;
б) для CGD 315 пФ уровень выброса напряжения Vphase 18,8 В

С другой стороны, слишком высокое значение C_GD приводит к значительному росту заряда затвора и, соответственно, росту потерь на переключение и управление. Это необходимо учитывать для высокочастотных применений или когда используется несколько MOSFET нижнего ключа.

Примером выбора низковольтных транзисторов верхнего и нижнего ключей для DC/DC-преобразователей являются ST транзисторы широко распространенной 30-В серии в корпусе DPAK — STD60N3LH5 и STD95N3LLH6 соответственно (табл. 5).

Видно, что транзистор STD60N3LH5 имеет практически минимальное Q_G, а транзистор STD95N3LLH6 — минимальное R_DS(ON).

Также из спецификаций на данные транзисторы следует, что STD95N3LLH6 имеет значительную емкость Миллера 280 пФ против 32 пФ у STD60N3LH5. Следовательно, в качестве транзистора верхнего ключа целесообразно использовать MOSFET STD60N3LH5, а в качестве транзистора нижнего ключа — STD95N3LLH6.

Заключение

Описанные в данной статье критерии и особенности выбора как высоковольтных, так и низковольтных MOSFET компании STMicroelectronics с учетом особенностей их применения позволяют с практической точки зрения подойти к первоначальному подбору и окончательному определению необходимых оптимальных типов транзисторов. Обращено внимание на некоторые особенности выбора и применения транзисторов исходя из их режимов работы в импульсных ИП.

1. Захаров Ю. Новые MOSFET: нет лавинному пробою // Новости электроники. 2010. № 12.
2. http://te.vrn.ru/projects.htm /ссылка утрачена/
3. Managing the best in class MDmesh V and MDmesh II super junction technologies: driving and layout key notes. 
4. Рудаковский Д., Котов В., Битно Л. Распределенная система электропитания на основе AC/DC- и DC/DC-преобразователей компании «Микроника» // Компоненты и технологии. 2012. № 6.
5. Цевелюк Е., Котов В. Обзор LED-драйверов для светодиодных ламп широкого применения // Полупроводниковая светотехника. 2012. № 5.
6. R. Gulino. Guidelines for using ST’s MOSFET SMD package. 
7. F. Fusillo, F. Scrimizzi. Power MOSFETs:best choice guide for VRM applications. 

Прибор для подбора транзисторов – RadioRadar

Этот несложный для повторения прибор с автономным питанием позволяет подобрать биполярные n-p-n транзисторы с равными коэффициентами передачи тока базы, а n-канальные полевые транзисторы с изолированным затвором – пороговыми напряжениями и крутизной.

Впрактике радиолюбителя иногда возникает необходимость выборки биполярных транзисторов с равными коэффициентами передачи тока базы или полевых с пороговыми напряжениями и крутизной. Параметры транзисторов, даже из одной партии, могут иметь разброс, поэтому в случае их приобретения во избежание лишних затратжелательно сделать выборкупри покупке. Обычно продавцы, услышав о намерении приобрести не один, а несколько транзисторов при условии их предварительного отбора, не препятствуют контролю их параметров до оплаты. Радиорынки и специализированные магазины, торгующие радиодеталями в широком ассортименте, находятся в больших городах, посетить которые автору удаётся не чаще, чем несколько раз в год, поэтому в таких поездках я пользуюсь портативным карманным прибором, с помощью которого подбираю транзисторы в пары. Описание этого прибора предлагаю вниманию радиолюбителей.
С его помощью можно определить неисправные транзисторы, подбирать в пары как n-канальные полевые транзисторы различной мощности – от маломощных до мощных, так и биполярные транзисторы структуры n-p-n преимущественно малой и средней мощности. Время измерения параметров транзисторов и фиксация резуль-татов измерения не превышает нескольких секунд, а простой алгоритм анализа результатов и отсутствие каких-либо вычислений упрощают пользование прибором.

Схема прибора изображена на рис. 1. Он содержит генератор ступенчато возрастающего напряжения на микросхеме DD1 и резистивной матрице R11-R24, а также усилитель постоянного тока на транзисторах VT1 и VT2. Питание устройства осуществляется от батареи GB1 напряжением З В (два элемента типоразмера АА). Для повышения напряжения питания генератора и усилителя до 6 В применён повышающий преобразователь напряжения по схеме несимметричного мультивибратора на транзисторах VT3, VT4 с накопительным дросселем L1. Выходное напряжение преобразователя стабилизировано параметрическим стабилизатором на светодиодах HL8 и HL9 синего свечения с прямым падением напряжения на каждом 2,9…3,1 В, причём один из них смонтирован на лицевой панели прибора для индикации включения.
Генератор ступенчато возрастающего напряжения собран на основе микросхемы МС14060ВСР, содержащей 14-разрядный двоичный счётчик и два инвертора, предназначенных для построения тактового генератора совместно с внешними элементами (R2, R3 и С3 на рис. 1). При подаче питания кнопкой SB1 цепь R1C1 устанавливает все счётчики микросхемы в исходное состояние логического нуля, после чего начинается непрерывный счёт импульсов тактового генератора, частота которого задана цепью R3C3. Резистивная матрица R-2R на резисторах R11 -R24 – цифроаналоговый преобразователь семиразрядного двоичного кода с выхо-дов счётчика в ступенчато возрастающее напряжение. Максимальное число ступеней равно 128. При напряжении питания 6 В значение ступени, вес, равно 0,047 В (6 В / 128 = 0,047 В). Све-тодиоды HL1 -HL7, подключённые к выходам счётчика через токоограничи-тельные резисторы R4-R10, визуально отображают их состояния и значения входного параметра для испытуемого транзистора в двоичном коде.

Рис. 1. Схема прибора

Рассмотрим случай, когда ступенчато возрастающее напряжение подаётся на затвор испытуемого полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом (МОП или МДП, англ. MOSFET), подключённого к гнёздам XS3-XS5. По мере его роста и достижения порогового значения транзистор начинает открываться, и когда ток стока достигнет значения 0,2 мА при разомкнутых контактах переключателя SA1, выходной транзистор VT2 усилителя постоянного тока открывается, останавливая работу тактового генератора микросхемы DD1 подачей уровня лог. 0 через диод VD1. Загоревшийся свето-диод HL10 “Стоп” сигнализирует об окончании счёта, светодиоды HL1-HL7 отображают состояния выходов счётчика микросхемы в двоичном коде на этот момент. При замкнутых контактах переключателя SA1 транзистор VT2 усилителя открывается при токе стока 1 мА. Подбор полевых транзисторов по равным пороговым напряжениям производится при токе стока 0,2 мА по совпадению кодов счётчика. Для подбора в пары транзисторов по крутизне необходимо сравнить коды счётчика для каждого транзистора при токах 0,2 и 1 мА. Так как крутизна – отношение приращения тока стока к приращению напряжения затвор-исток, то при равенстве кодов при обоих токах сравнения она у таких транзисторов будет одинакова. При необходимости пороговое напряжение транзисторов можно измерить, подключив к гнёздам XS1, XS2 цифровой вольтметр.Коэффициент передачи тока базы биполярных n-p-n транзисторов измеряют в схеме с общим эмиттером. Как известно, транзистор при таком включении имеет низкое входное сопротивление. Резистивная матрица R11-R24 сравнительно высокоомна, и если нагрузить её на низкое входное сопротивление биполярного транзистора, то для него генератор ступенчато возрастающего напряжения превратится в генератор ступенчато возрастающего тока базы.

При подключении к гнёздам XS3- XS5 испытуемого биполярного транзистора с формированием каждой ступени входного тока (тока базы) будет возрастать его ток коллектора. По достижении тока коллектора значения 0,2 мА при разомкнутых контактах переключателя SA1 или 1 мА при замкнутых, как уже сказано выше, работа тактового генератора будет остановлена и светодиоды HL1-HL7 станут индицировать достигнутое состояние счётчика. Для транзисторов с одинаковыми коэффициентами передачи тока остановки ге-нератора будут при равенстве их базовых токов, т. е. выходные коды, как и в случае полевых транзисторов, будут совпадать.

Подбирать в пары биполярные транзисторы следует тоже при двух значениях тока коллектора. Как показывает моя практика, если коэффициенты передачи тока совпадают на малых токах коллектора, они совпадают и на больших токах у большинства транзисторов из одной партии. Окончательный подбор пар п-р-п транзисторов производят при токе коллектора, при котором они будут работать.

Устройство безопасно для испытуемых транзисторов. Напряжение на гнёздах XS3-XS5 не превышает 6 В, ток через них ограничен значением 1 мА. Подключение и отключение транзисторов всегда происходят при отсутствии напряжений на гнёздах при отпущенной кнопке SB1, через нормально замкнутые контакты которой осуществляется разрядка всех ёмкостей, как в составе прибора, так и входных и выходных у испытуемыхтранзисторов.
Рассмотрим последовательность работы с прибором.

В гнёзда XS3-XS5 устанавливают испытуемый транзистор в соответствии с цоколёвкой. Переключатель SA1 устанавливают в положение “0,2 мА”. Выключателем SA2 включают питание. По наличию свечения светодиода HL8, установленному на передней панели, убеждаются в исправности источника питания и готовности прибора к работе, после чего нажимают на кнопку SB1 “Пуск” – на микросхему DD1 и усилитель постоянного тока подаётся напряжение питания. Далее возможны три случая.

1. При погашенных светодиодах HL1-HL7 загорается светодиод HL10 “Стоп”. У испытуемого транзистора пробит канал сток-исток или участок коллектор-эмиттер – при нулевом напряжении на затворе (нулевом токе базы) ток стока (коллектора) превысил 0,2 мА. Такой транзистор забраковывают.

2. Начинают поочерёдно загораться светодиоды HL1-HL7. У светодиодов младших разрядов HL5-HL7 из-за высокой частоты переключения свечение воспринимается непрерывным, у свето-диодов старших разрядов HL2-HL4 мигание заметно. Если светодиод HL1 постоянно мигает с частотой примерно 3 Гц, то это свидетельствует о том, что счётчик DD1 прошёл все возможные состояния и испытуемый транзистор открыть не удалось – у него обрыв или короткое замыкание в цепи затвора или базы. Такой транзистор также забраковывают.

3. После непродолжительного мигания светодиодов HL1-HL7 загорается светодиод HL10 “Стоп” и счётчик останавливается. Показания, отображающиеся в двоичном коде, фиксируют: “0” – погашенный светодиод из числа HL1- HL7, а “1” – светящийся. Переключатель SA1 переводят в положение “1 мА” и нажимают на кнопку “Пуск”, после чего снова фиксируют показания.

Далее извлекают транзистор из гнёзд, устанавливают следующий и все манипуляции повторяют.

Микросхему MC14060BCP можно заменить любым аналогом серии 4060В, транзисторы – любые маломощные кремниевые соответствующей структуры. Коэффициент передачи тока базы транзистора VT4 должен быть не менее 400. При отсутствии такого транзистора его можно заменить другим, с меньшим усилением по току, подобрав сопротивление резисторов R31 и R33 так, чтобы блок питания обеспечил стабильное напряжение 5,8…6 В при токе нагрузки 6 мА и изменении напряжения питания от 2,2 до 3 В. Диод VD1 – любой маломощный кремниевый, германиевый диод VD2 можно заменить маломощным диодом Шотки, в случае отсутствия такового можно установить и кремниевый диод, но при этом ухудшится использование ёмкости батареи питания. Дроссель L1 применён готовый от сетевого фильтра на гантелеобразном магнитопроводе ЭПРА неисправной КЛЛ. Все светодиоды – маломощные повышенной яркости свечения. HL2- HL9 – синего свечения, HL1 и HL10 для повышения заметности – красного. Оксидные конденсаторы – импортные, остальные – керамические КМ5. Резисторы – любые, причём резисторы R11-R24 в матрице желательно подобрать с точностью не хуже 2 %. Переключатели SA1 и SA2 – движковые
ПД9-2, кнопка SB1 – микропереключатель МП3-1. Гнёзда XS1-XS5 могут быть любыми, подходящими из имеющихся.

Устройство собрано навесным монтажом на двух фрагментах универсальной макетной платы (соответственно для преобразователя напряжения и самого прибора). Корпус взят от неисправного пульта ПДУ от видеотехники. Имеющаяся в нём плата использована как шасси, причём светодиоды и микропереключатель смонтированы на шасси, а движковые переключатели – на верхней панели. Гнёзда для вольтметра установлены на месте светодиода ПДУ.

Фальшпанель изготовлена из плотной бумаги. После нанесения всех над-
писей её ламинируют толстой прозрачной плёнкой, наклеивают на верхнюю панель ПДУ и вырезают плёнку напротив всех отверстий. Такая фальшпанель проста в изготовлении и довольно стойка против механических воздействий и истирания. Внешний вид прибора показан на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид прибора

Налаживание заключается в подборе сопротивления резисторов R26 и R28 для получения указанных токов.

При наличии корпуса достаточного объёма, в котором можно разместить четыре элемента АА или ААА, прибор можно упростить, исключив преобразователь напряжения, и подать питание непосредственно от батареи из этих элементов.

Автор: К. Мороз, г. Белебей, Башкортостан

подбор транзисторов по параметрам

mosfet транзисторы

справочник полевых транзисторов

транзистор светодиод

прибор для проверки транзисторов

транзисторы большой мощности

полевой транзистор характеристики

транзистор исток сток

коллектор транзистора

интегральный транзистор

изготовление транзисторов

ключ полевой транзистор

транзистор в ключевом режиме

транзисторы philips

полевой транзистор принцип работы

стабилизатор напряжения на транзисторе

преобразователь на полевом транзисторе

транзистор кт819

даташит транзисторы

усилитель мощности на транзисторах

характеристики полевых транзисторов

коммутатор транзистор

полевые транзисторы характеристики

применение полевых транзисторов

полупроводниковый транзистор

генератор на транзисторе

составной транзистор

схемы генераторов на транзисторах

современные транзисторы

s8050 транзистор

коды транзисторов

d209l транзистор

принцип транзистора

режимы транзистора

транзисторы большой мощности

полевой транзистор управление

транзисторы большой мощности

устройства на полевых транзисторах

транзисторы микросхемы

горит строчный транзистор

подбор транзисторов по параметрам

работа полевых транзисторов

полевые транзисторы характеристики

планарные транзисторы

как подключить транзистор

обозначение транзисторов

замена транзисторов

как подключить транзистор

полевых транзисторов

как проверить транзистор мультиметром

применение полевых транзисторов

устройства на полевых транзисторах

транзистор исток сток

включение транзисторов

c945 транзистор

найти транзистор

структура транзистора

подбор транзисторов по параметрам

расчет радиатора для транзистора

усилительный каскад на транзисторе

c945 транзистор

подбор транзисторов по параметрам

вах транзистора

усилитель на полевом транзисторе

планарные транзисторы

планарные транзисторы

современные транзисторы

ключ полевой транзистор

схема полевого транзистора

принцип транзистора

транзистор d1555

преобразователь напряжения на транзисторах

цветовая маркировка транзисторов

параметры транзисторов

режимы транзистора

скачать транзисторы

d880 транзистор

мощный полевой транзистор

подбор транзисторов по параметрам

полевые транзисторы импортные справочник

ножки транзистора

p канальный транзистор

схема подключения транзистора

пробой транзистора

радио транзистор

мощные транзисторы

купить транзисторы

обозначение транзисторов

мощный полевой транзистор

транзистор 2т

включение полевых транзисторов

мосфет транзисторы

транзисторы справочник

транзистор сгорел

расчет радиатора для транзистора

насыщение транзистора

транзисторы развертки строчной

mosfet транзисторы

испытатель транзисторов

справочник зарубежных транзисторов скачать

усилитель на полевом транзисторе

где купить транзисторы

транзистор 3102

коды транзисторов

стабилизатор тока на транзисторе

металлоискатель на транзисторах

чип транзисторы

преобразователь на полевом транзисторе

маркировка импортных транзисторов

расчет радиатора для транзистора

работа биполярного транзистора

характеристики транзисторов

транзистор с общим эмиттером

транзистор pnp

драйвер транзистора

как работает транзистор

подбор транзисторов по параметрам

транзисторы philips

простой усилитель на транзисторах

проверка транзисторов

вах транзистора

импульсный транзистор

транзистор 3102

база транзисторов

полевые транзисторы импортные справочник

выводы транзистора

мп39 транзистор

3205 транзистор

работа полевого транзистора

умзч на транзисторах

типы транзисторов

транзисторы высоковольтные

включение полевых транзисторов

работа полевого транзистора

транзисторы резисторы

транзисторы куплю

справочник по зарубежным транзисторам

фото транзисторов

таблица транзисторов

справочник полевых транзисторов

полевые транзисторы

315 транзистор

рабочая точка транзистора

стабилизатор напряжения на транзисторе

зарубежные транзисторы скачать

транзистор npn

мощные биполярные транзисторы

замена транзисторов

поиск транзисторов

полевой транзистор характеристики

таблица транзисторов

распиновка транзисторов

bully транзисторы

маркировка полевых транзисторов

скачать транзисторы

блок питания на полевом транзисторе

схемы включения полевых транзисторов

мощные транзисторы

регулятор на полевом транзисторе

усилитель на полевом транзисторе

n p n транзистор

транзистор кт315

принцип работы полевых транзисторов

греется строчный транзистор

где купить транзисторы

параметры транзисторов

свч транзисторы

как проверить полевые транзисторы

13009 транзистор

принцип действия транзистора

полевой транзистор цоколевка

вч транзисторы

цоколевка полевого транзистора

типы транзисторов

c945 транзистор

взаимозаменяемость транзисторов

полевые транзисторы параметры

обозначение транзисторов на схеме

драйвер транзистора

мощный полевой транзистор

6822 транзистор

усилитель на полевых транзисторах

стабилизаторы на полевых транзисторах

транзистор s9013

транзистор ру

управление полевым транзистором

принцип работы полевых транзисторов

силовые транзисторы

корпуса транзисторов

работа полевых транзисторов

smd транзисторы

свч транзисторы

блокинг генератор на транзисторе

импульсный транзистор

простые схемы на транзисторах

транзистор ру

мощный полевой транзистор

включение транзисторов

вах транзистора

справочник по зарубежным транзисторам

цветовая маркировка транзисторов

транзистор кт

высокочастотные транзисторы

транзисторы продам

транзистор мп

как проверить транзистор

тесла на транзисторах

полевой транзистор управление

технические характеристики транзисторов

d880 транзистор

стабилизатор тока на транзисторе

транзисторы irf

база транзисторов

подбор транзисторов по параметрам

как проверить полевые транзисторы

транзистор процессор

применение полевых транзисторов

подбор транзисторов по параметрам

база транзисторов

как проверить транзистор

полевой транзистор справочник

фото транзисторов

простые схемы на транзисторах

s8050 транзистор

транзисторы резисторы

цоколевка полевого транзистора

скачать транзисторы

лавинный транзистор

полевой транзистор принцип работы

блок питания на полевом транзисторе

усилитель мощности на полевых транзисторах

корпуса транзисторов

аналоги транзисторов

как подключить транзистор

биполярный транзистор принцип работы

транзистор сгорел

блок питания на полевых транзисторах

цоколевка транзисторов

преобразователь напряжения на транзисторах

схема включения полевого транзистора

усилитель мощности на полевых транзисторах

производство транзисторов

силовые транзисторы

свч транзисторы

транзисторы продам

смд транзисторы

зарубежные транзисторы

применение полевых транзисторов

работа биполярного транзистора

диоды транзисторы

315 транзистор

полевые транзисторы справочник

устройство транзистора

мощные биполярные транзисторы

сгорает строчный транзистор

характеристики полевых транзисторов

транзистор исток сток

насыщение транзистора

реле на транзисторе

как проверить полевой транзистор

однопереходный транзистор

принцип работы полевого транзистора

транзистор в ключевом режиме

транзисторы pdf

схемы на полевых транзисторах

блок питания на полевых транзисторах

315 транзистор

применение полевых транзисторов

проверка транзисторов

315 транзистор

найти транзистор

цоколевка полевого транзистора

продажа транзисторы

схемы генераторов на транзисторах

генератор на полевом транзисторе

применение транзисторов

как подключить транзистор

расчет радиатора для транзистора

реле на транзисторе

bully транзисторы

генератор импульсов на транзисторах

пробой транзистора

принцип работы полевых транзисторов

подключение транзистора

простые схемы на транзисторах

обозначение транзисторов

транзисторы справочник

цоколевка импортных транзисторов

стабилизатор тока на транзисторе

полевой транзистор принцип работы

завод транзистор

транзистор кт827

технические характеристики транзисторов

испытатель транзисторов

мощные биполярные транзисторы

устройства на полевых транзисторах

фото транзисторов

импульсный транзистор

полевой транзистор принцип работы

полевых транзисторов

подбор транзисторов по параметрам

подбор транзисторов по параметрам

Как заменить полевой транзистор на биполярный

Рис.2
Корпус типа DPAK, так же известен как TO-252-3.
Наиболее часто используется, представляет собой уменьшенный D²PAK.

Рис.3
Корпус типа SO-8.
Встречается на материнских платах и видеокартах, чаще на последних. Внутри может скрываться один или два полевых транзистора.

Рис.4
SuperSO-8, оно же – TDSON-8. Отличается от SO-8 тем, что 4 вывода соединены с подложкой транзистора, что облегчает температурный режим. Характерен для продуктов фирмы Infineon. Легко заменяется на аналог в корпусе SO-8

Рис.5
IPAK. Другое название – TO-251-3. По сути – полный аналог DPAK, но с полноценной второй ногой. Такой тип транзисторов очень любит использовать фирма Интел на ряде своих плат

Рис.A Первый вариант, один N-канальный транзистор.

Рис.B
Второй, два N-канальных транзистора.

Рис.C
Третий, N-канальный плюс P-канальный транзисторы в одном флаконе.

Рис.D
Корпус типа LFPAK или SOT669.
Частный случай корпуса SO-8 с одним N-канальным транзистором, где ножки с 5″ой по 8″ю заменены на теплоотводный фланец. На данный момент замечен только на видеокартах.

Как правило на место прибора в корпусе D²PAK без проблем ставиться аналогичный но в корпусе DPAK.

При определенной сноровке можно на посадочное место под DPAK “раскорячить” D²PAK, хотя выглядеть будет не эстетично.

LFPAK естественно без проблем меняется на SO-8 с одним N-канальным транзистором, и наоборот.

В остальных случаях необходимо подбирать прибор в полностью аналогичном корпусе.

Где может использоваться полевый транзистор

Выше мы договорись что рассматриваем только подсистему питания, посему вариантов немного:

• Импульсный преобразователь напряжения.
• Линейный стабилизатор напряжения.
• Ключ в цепях коммутации напряжения.

Система маркировки полевых транзисторов

Рассмотрим оную на примере. Пускай, у нас есть 20N03. Это означает, что он рассчитан на напряжение (Vds)

20A. Буковка N означает, что это N-канальный транзистор. Но из любого правила есть исключения, так, например, фирма Infineon указывает в маркировке полевика Rds, а не максимальный ток.

IPP15 N03 Vds=30V Rds=12.6mΩ >IPB15 N03 L – Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ >SPI80 N03 S2L-05 – Infineon OptiMOS N-channel MOSFET Vds=30V Rds=5.2mΩ >NTD40 N03 R – On Semi Power MOSFET 45 Amps, 25 Volts Rds=12.6mΩ
STD10 PF06 – ST STripFET™ II Power P-channel MOSFET 60V 0.18Ω 10A IPAK/DPAK

Итак, в случае маркировки XXYZZ мы можем утверждать, что XX – или Rds, или Id Y – тип канала ZZ – Vds

Основные характеристики N-канального полевого транзистора

В общем различных параметров важных, и не очень, у полевых транзисторов много. Мы подойдем к вопросу с прикладной точки зрения и ограничимся рассмотрением необходимых нам практически параметров.

• Vds – Drain to Source Voltage – максимальное напряжение сток-исток.
• Vgs – Gate to Source Voltage – максимальное напряжение затвор-исток.
• Id – Drain Current – максимальный ток стока.
• Vgs(th) – Gate to Source Threshold Voltage – пороговое напряжение затвор-исток при котором начинает открываться переход сток-исток.
• Rds(on) – Drain to Source On Resistance – сопротивление перехода сток-исток в открытом состоянии.
• Q(tot) – Total Gate Charge – полный заряд затвора.

Хочу обратить внимание что параметр Rds(on) может указываться при разных напряжениях затвор-исток, как правило это 10 и 4.5 вольта, это важная особенность которую нужно обязательно учитывать.

Степень критичности параметров в разных применениях

• Vds, Vgs – параметры всегда учитываемые, т.к. если если их превысить транзистор выходит из строя. Должен быть больше либо равен аналогичному параметру заменяемого прибора. В случае работы в импульсном преобразователе не стоит использовать приборы с запасом по рабочему напряжению более чем в 2-2.5 раза, т.к. приборы с большим рабочим напряжением, как правило, имеют худшие скоростные характеристики.

• Id – параметр важный только в импульсном преобразователе, т.к. в остальных случаях ток крайне редко превышает 10% от номинального даже не слишком мощных приборов. Должен быть больше либо равен аналогичному параметру заменяемого прибора в случае с импульсным преобразователем, и быть не меньше 10 ампер в остальных случаях.

• Vgs(th) – имеет, некоторое, значение при работе в линейном стабилизаторе, т.к. только там транзистор работает в активном, а не ключевом, режиме. Хотя практически logic-level полевых транзисторов которые могут не подойти по этому параметру не выпускается. Данный параметр критичен для линейных стабилизаторов, где в качестве управляющего элемента используется TL431 с питанием от +5В (к примеру, такая схема часто используется в линейных стабилизаторах напряжения на видеокартах)

• Rds(on) – от этого параметра прямо-пропорционально зависит нагрев транзистора работающего в ключевом режиме, при прохождении тока через открытый канал. В данном случае чем меньше – тем лучше . ВНИМАНИЕ не следует забывать что защита от токовой перегрузки и КЗ ШИМ серий HIP63** и некоторых других исползует Rds(on) нижнего ключей (те что с дросселя на землю) в качестве датчика тока-зачителное его изменение изменит ток защиты и либо защита по току-будет работать раньше чем надо-результат просадки питания на пиках нагрузки-либо ток КЗ столь велик что убьет ключи раньше чем мама отключит БП снятием PW-ON поэтому строго говоря надо еще и Risen у шимки поменять(но это никто обычно не делает!)

• Q(tot) – влияет на время перезаряда затвора, и соотвественно способно затягивать открытия и закрытия транзистора. Опять же чем меньше – тем лучше .

Документ от Fairchild Selection of MOSFETs in Switch Mode DC-DC Converters – рекомендации по подбору (а значит и замене) MOSFETs.

За изобретение этого компонента учёные-физики получили Нобелевскую премию, благодаря чему была совершена революция в появлении интегральных схем и компьютеров. Транзисторы используют для управления током в электрической цепи. Они могут усиливать, преобразовывать и генерировать электрические сигналы. Для увеличения выходного тока и напряжения эти приборы применяют в области цифровой связи, в процессорах, цифровой технике. Используют полевые (униполярные) и биполярные приборы.

Транзисторы различаются по частоте (низко- и высокочастотные), по мощности, по материалам (германиевые, кремниевые, арсенидо-галлиевые, получаемые путём соединени галлия и мышьяка). В матрицах дисплеев на данный момент используют приборы на основе прозрачных полупроводников, предполагается в скором времени применять полупроводниковые полимеры.

У радиолюбителей иногда возникают трудности с заменой зарубежных, в частности японских, транзисторов. В бытовой технике используется большое количество различных приборов полупроводникового типа. Больше всего производят биполярных транзисторов (обратной и прямой проводимости). Их выпускает электронная промышленность в странах Северной Америки, Европы и Япония. На корпусах приборов можно встретить маркировку, одинаковую для Японии и Южной Кореи.

В зависимости от сложности предстоящего ремонта аппаратуры, можно рассмотреть общие подходы к замене транзисторов. В первом случае на корпусе транзистора есть маркировка, по которой определяется его тип, и этот прибор можно приобрести по небольшой цене на обычном рынке радиоприборов. В более сложном случае тип прибора легко определить, но трудно приобрести в силу дороговизны или отсутствия на отечественном рынке. В сложных случаях не возможно определить тип прибора или отсутствует инструкция по его эксплуатации.

Трудность заключается в том, что зачастую приходится заменять мощные импульсные транзисторы зарубежного производства отечественными аналогами, которые не всегда соответствуют всем необходимым параметрам. Например, трудно подобрать прибор в компактных корпусах и корпусах, сделанных из пластмассы, пластика. Но с лёгкостью можно подобрать отечественную замену приборам типа ТО-3 в металлическом корпусе. Важно учитывать размеры прибора, они должны совпадать.

Правильная замена прибора происходит при соблюдении соответствия изоляции двух вариантов (поломанного и купленного), способ соединения коллектора с пластиной корпуса, которая отводит тепло.

Если прибор, требующий замены, снабжён корпусом, обеспечивающим изоляцию, а его аналог имеет лишь в креплении пластиковую втулку, то устанавливаем для защиты прокладку из фторопласта или слюды. Фторопластом делают первичную обмотку высоковольтных проводов благодаря высокой способности к изоляции тока. Может понадобиться изолировать винт крепления, если нет изоляции втулки. Важно помнить при замене прибора, что транзисторы в металлическом корпусе лучше выполняют теплоотвод, чем их аналоги в пластмассовом корпусе.

При замене прибора вначале определитесь, какие параметры наиболее важны для данной техники, и руководствуйтесь ими в выборе заменителя. Для этого нужно иметь конкретные представления о схемах и параметрах включении транзистора. В ремонте чаще всего приходится заменять приборы для бытовой техники, видеомагнитофонов, телевизоров (выходные каскады импульсных блоков питания).

Для бытовой техники лучше всего подходят высокочастотные транзисторы . По указаниям на приборе можно определить, как изолирован корпус, насколько шумно работает прибор, где его использовать (например, для средств связи применяют тип G). Но в приборах со встроенными резисторами, диодами и прочими модификациями маркировка может отличаться от общепринятой. Так фирмы NEC и TOSHIBA имеют собственные обозначения высоко- и низкочастотных транзисторов.

Поломка полупроводникового прибора может произойти из-за перегрузок, колебаний напряжения в сети. Поэтому нужно искать замену с защитными резисторами, диодами, учитывать уровень сопротивления. Чтобы корпус не перегревался и не произошла повторная поломка, нужен быстродействующий прибор.

Когда заменяем транзистор, нужно учесть коэффициент передачи по току, рабочее напряжение на коллекторе прибора. Желательно, чтобы замена не была худшего качества, чем оригинал. Или включить параллельно несколько приборов меньшей мощности, но одного типа. При ошибке в установке аналога может происходить перегревание системы.

Полевые транзисторы заменить труднее, нежели биполярные. Их разновидностей меньше, а параметры значительно различаются. Выделяют два основных типа: с изолированным затвором и с р-n переходом. На этих приборах базируется вся современная цифровая техника. Их изготавливают на кристаллах кремния и применяют для построения схем процессора, памяти, логики. Однако кремниевые транзисторы обычно не работают при напряжениях выше 1 000 вольт.

Идет заблужденце что биполярники лучше менять на полевые.И чем лучше?

Преимущество полевого транзистора в том, что он имеет высокое входное сопротивление, и управляется он не током а напряжением, что приближает его скорее к радиолампе, чем к транзистору.

Есть сообщения, в этом форуме тоже, что в драйверах УМ и в собственно УМ, меняют, допустим 2sc1969 на rd16

БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ обвязки – один к одному!!

Какие будут мнения, опыт замены и т.п. информация.

Шутники-однако ;-)!
Цепи смещения в любом случае необходимо корректировать, если не стоит задача загнать каскад в режим “С”.
Усиления каскада вполне хватает не изменяя коэффициента трансформации в биноклях (количество витков).

Это я забыл, виноват, погорячился, – на затвор во всех случаях подают напряжение с потенциометра – задают рабочую точку (ток покоя).

Остальное – входной трансформатор, например – без изменений.

Трансформатор можно не трогать.

Что, входные сопротивления каскадов на БT и ПТ – одинаковы? Из-за глубокой ООС, что-ли?

Если ток потребления полевым транзистором (в оконечном каскаде УМВЧ) такой же как и у биполярного, то выходной трансформатор остаётся без изменения.

Это понятно – он определён сопротивлением нагрузки оконечного каякада – т.е. мощностью при заданном напряжении питания.

А вот с трансформатором по входу – надо смотреть по схемотехнике. Если транзистор

В этом и была суть моего вопроса. Однако утверждается, ссылаясь на многократную практику – не надо менять. И уменя сомнения. Ведь надо сохранить сопротивление нагрузки драйвера.

Речь в теме идёт о драйвере оконечного каскада!

Да, о согласовании драйвера с иным входным сопротивлением оконечника после замены БТ на ПТ.

“Проверено электроникой”- работает! Появляется неравномерность, уменьшается усиление, но каскад остаётся рабочим.

Ага, всё-таки есть различия!!

Ясненько-понятненько.
А rd16, к примеру, не подделывают?

Мне едут из Китая 2sc1969 – массовые от сибишек (5 шт вместо необходимых 2-х) на замену недоставаемых 2sc2509. Бум надеяться на рабочую подделку. Надо овса Году Лошади поставить.

Допустим для согласования 50ом с бполярным транзистором с входным сопротивлением 100 ом имеем трансформатор 1:2:2 (50:100:100 ом). Вот и посчитайте какой должен быть коэфф.тр при входном сопротивлении полевого транзистора хотя бы 1 Мом. Как будете мотать такое количество витков и на каком сердечнике?
Это что за биполярный транзистор, который имеет входное сопротивление 100 ом:oops:?
Вы же в курсе, что согласование в таких каскадах идёт на единицы ом;-), а в полевых? Там ещё ой как многоО факторов согласования.
Что бы такие опусы больше не писать зазря, не терять драгоценное время, желательно поконкретнее.
А то что современные полевые транзисторы стали надёжнее биполярных- это факт.

Добавлено через 5 минут(ы):

Нет ну были бы они дешевые базвра нет стоят почти также и нафик мараковать.
А где их взять?

То Gene RZ3CC
Не надо путать спец БТ с бытовушными ПТ и комерцию с радиолюбительством. В спец ПТ (имел с ними возможность работать) между стоком и истоком не было ни какой разницы. Что касается линейности . То по сравнению с ГУ-34 в УМ и ГУ-33 в драйвере, айкомовские лампочки стоят в очредь за тухлой селедкой. В том числе и транзисторы.

Добавлено через 10 минут(ы):

PS.
Если брать транзисторы, то многое зависит от схемотехники. В схеме УМ (по наводке Полякова) по схеме управляемого мощного автогенератора на полевом транзисторе мне удалось получить IMD = не хуже 70дБ.

В чем проблема? Входное сопротивление каскада на полевом транзисторе высокое. Поставьте в цепь затвора расчетное сопротивление, равное выходному сопротивлению согласующего тр-ра, создайте на нем падение напряжения, необходимое для нужного тока покоя и все.. Или включите его с блокировкой по ВЧ в цепь установки тока покоя. Цепь ООС также влияет на входное сопротивление каскада.

Добавлено через 11 минут(ы):

Есть и “минус” замены транзисторов в драйвере с биполярных на полевые. Если в стационаре это допустимо, в походном варианте это не очень хорошо. Дело в том, что ток покоя достаточный для биполярных транзисторов порядка 30 -80 мА, в схеме с полевыми приходится увеличивать раз в десять: до 300 – 800 мА.

А как тогда быть с драйверами в шпионских “микро жучках”? Ведь там каждый микроампер на учете.

Добавлено через 10 минут(ы):

Так в таких УМ, поняие “уровень ИМИ”, просто не должно существовать. Как например, для простого тонального сигнала. Просто один тон.
С каких это пор это SSB стал однотональным:ржач:? Для начала почитайте статью В.Т. Полякова в журнале Радио №4 за 1984г стр.14. Если разберетесь тогда и можно будет по дискутировать как это реализуется на практике.

А кто Вам сказал что я снимаю с драйвера 10Вт? А я- снимаю. :super:

И при чем тут такая мощность? А при том, что я этим драйвером оконечник запитываю. Вы, похоже, услышали звон, да не поняли, где он. lol:Вот сюда http://v__e_3kf.build2.ru/viewtopic.php? >

Для начала почитайте статью В.Т. Полякова в журнале Радио №4 за 1984г стр.14. Если разберетесь
А вы то сами разобрались? И что это за УМ, на основе автогенератора. И откуда там такие характеристики по ИМИ, на достаточно посредственных транзисторах.

Поставьте в цепь затвора расчетное сопротивление, равное выходному сопротивлению согласующего тр-ра, создайте на нем падение напряжения, необходимое для нужного тока покоя и все.
И получите весьма посредственных характеристики по линейности. Плюс, входной импеданс такого каскада, будет довольно сильно меняться от частоты. Если же резистор поставить в цепь ООС, а а на массу резистор с номиналом 1 кОм или поболее, то входное сопротивление будет уже определяться резисторами сигнал-затвор/выход затвор. И при той же мощности раскачки мы получим гораздо более линейную АЧХ, почти активное входное сопротивление в гораздо более широком диапазоне частот, ну и более высокую линейность. Вы посмотрите все современные схемы линейных УМ. Они именно так и строятся.

Дело в том, что ток покоя достаточный для биполярных транзисторов порядка 30 -80 мА, в схеме с полевыми приходится увеличивать раз в десять: до 300 – 800 мА
А вы попробуйте сравнить транзисторы именно предназначенные для линейного усиления. Например, для MRF 150, уровень линейности нормирован при токе покоя порядка 200 ма. Что они там обеспечат при большем начальном токе, в справочнике не оговорено.

Полевик он как лампа высокое входное и т.д.. Не мешает добавлять- высокое входное на низких частотах. 😉 Понятно, что побольше, чем у биполярного, но, явно поменьше, чем у лампы.

Это новый тип транзистора Пойду за цилькуляторами. рж ач:

Добавлено через 29 минут(ы):

Что, входные сопротивления каскадов на БT и ПТ – одинаковы? Из-за глубокой ООС, что-ли?

Промоделировать, что-ли. Почти под ноль выводятся входные сопротивления, приведённые что к затвору, что к базе, в мощных усилителях, фактически, с достаточной для практики точностью, входное сопротивление определяется последовательным резистором от вторичной обмотки трансформатора драйверера к базе (затвору). Понятно, что если у полевика снять параллельную ООС, то входное сопротивление резко вырастет, но по жизни, для удерживая ровной АЧХ хотя бы в диапазоне 1..30 МГц, и более- менее приемлемых искажений, приходится её вводить довольно сильной. Мне, например, для поддержания указанного компромисса, приходилось делать усиление по мощности двухтактного оконечника в классе АВ не более 15 раз.

Я вижу схему ЧМ модулятора, с обратной связью. Вы мне ещё расскажите, что это, пригодно для усиления SSB сигнала. Насколько я помню, должны ещё присутствовать цепи, отслеживающие мгновенную амплитуду сигнала
Этот скрин и текст из той статьи. Надеюсь что поняли.

Добавлено через 16 минут(ы):

Пойду за цилькуляторами. рж ач:Только не на работу где признают только ГОСТы и что скажет военпред, а в библиотеку за книгой “Мощные высокочастотные транзисторы” Москва издатеоьство “Радио и связь”Для начала Вам и этой ссылки хватит. В той схеме что я выложил для раскачки до 10 Вт достаточно на вход двухзатворника подать максимум 20мвт. тоже самое и для УМ наполевике на 40Вт. Для Ваших100 Вт надо 10 Вт. это первое преимущество.

Свои цифры закрыл, чтобы Вы не списывали у меня. lol:
Пить пью пока здоровья хватает, но чтобы колоться, извинте это не ко мне.

RK4CI был прав. Трудно угадать что Вы в следующем посте из рукава выбросите. И вот тому первый пример.

Третий сейчас US7AW Mihail, дорисует, чтобы впридачу к цепи автоподстройки частоты, ещё и выходной амплитудой управлять в своём автогенераторе. lo l:

Второй пример. Интересно, из какой штанины Вы выбросили подкидную схему УМ что нарисована вот здесь http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hment > И вот последний пример

От это круто! Допотопный советский полевик, легко делает современные импортные транзисторы, имея усиление на 30 МГц 27 дБ по мощности, да ещё и почти при максимальном выходе! Вы бы хоть думали немного. :bad: Это даже в узкополосном варианте не реализуемо. Считайте снова- двойка Вам.
При чем тут допотопный советский полевик. когда проверялись все полевики в том числе и современные. Какая разница как я получу усиление путем синтеза или усиления. Вы когда в садик ходили слышали что такое DDS или DSP? Давать оценки тому что я пишу свойственно только тугодумам. Тормоз для чегото нового он и в африке тормоз.

Почти под ноль выводятся входные сопротивления, приведённые что к затвору, что к базе, в мощных усилителях, фактически, с достаточной для практики точностью, входное сопротивление определяется последовательным резистором от вторичной обмотки трансформатора драйвера к базе (затвору). Понятно, что если у полевика снять параллельную ООС, то входное сопротивление резко вырастет

Всё верно. Входное сопротивление каскада УМ (или драйвера) определяется в подавляющей степени цепями обратной связи при почти бесконечном входном сопротивлении самих полевых транзиторов. И имеют порядок сопротивления близкий к вх сопротивлению каскадов на БТ. И практика показывает, что это действительно так. По крайней мере – близко.

При чем тут допотопный советский полевик. А при том, что у Вас он давал усиление 27 дБ при 40 Ваттах на выходе и на 30 МГц. ржач:
для раскачки до 10 Вт достаточно на вход двухзатворника подать максимум 20мвт. тоже самое и для УМ наполевике на 40Вт.
А это

свойственно только тугодумам 😆

А при том, что у Вас он давал усиление 27 дБ при 40 Ваттах на выходе и на 30 МГц. ржач:
А это

😆
Откуда Вы взяли усиления 27дб если речь идет об автогенераторе. Я схему такого усилителя выкладывал? Мой УМ представляет собой обычный генератор как и в обычном трансивере. но только на мощных БТ или ПТ с напряжением питания до 100В (ограничено параметрами по дататышу). В этом генераторе есть только один вход, это управляющее напряжение на варикапы, мощность которого зависит только от параметров варикапа определяющего диапазон перестройки, а точнее полосы захвата. То есть мы имеем тот же синтезатор. ОС по амплитуде пока рассматривать нет смысла. Метод уже выкладывал. Опробована куча БТ и ПТ транзисторов. Самый лучший вариант по ИМД дал КП909. Выходная мощность меня мало интересовала. Я занимаюсь проектом по снтезу приема и передаче около 10 лет и высказал свое мнение в пользу ПТ. А Вы тут не разобравшись придумывать всякую ерунду. Ваш УМ на КТ956 но с другим драйвером на который Вы давали ссылку я тоже собирал, но инфо брал с другого источника когда еще небыло интернета.:ржач: Если ващих знаний хватило только что бы выжать с него по ИМД 30 дб, то против этого я ничего не имею и не собираюсь Вас критиковать или хвалить. Все реклама по ТВ кончилась, пошел дальше фильм смотреть.

Откуда Вы взяли усиления 27дб если речь идет об автогенераторе. Речь шла о том, что Вы предложили мне определить, какую мощность надо подать на КП904, чтобы снять с него 40 Вт. Я посчитал, спросил, сколько получилось у Вас. Вы написали то, что написали. :ржач: Если это не ответ на мой вопрос, то значит, есть два варианта- либо я не владею в совершенстве русским языком, либо же Ваше косноязычие и неумение излагать свои мысли на языке данного форума, сыграли с Вами злую шутку. 😉 Полагаю, что, как раз, последний вариант наиболее правдоподобен. ржа ть:

Если ващих знаний хватило только что бы выжать с него по ИМД 30 дб, то против этого я ничего не имею и не собираюсь Вас критиковать или хвалить. Да, моих знаний хватило только на то, чтобы обеспечить коэффициент усиления по мощности в оконечном каскаде порядка 12, выходную мощность 100 Вт, и интермодуляцию на пике огибающей не более -30 дБ. При введении ООС по огибающей я получал цифры, мягко говоря, получше. Если Вы готовы мне дать рекомендации, каким образом я без введения экзотики смогу получить с пары 956 лучшие параметры по интермодуляции, при сохранении прочих, с удовольствием выслушаю.

Все началось с Вашего поста #35. Что касается вопроса. Если бы сразу ответили на мой вопрос в посте №36 сразу, а не задавали встречно, не былобы и последующих постов в том числе и этого. Все финиш, Разойдемся красиво. Спокойной ночи.

Добавлено через 14 минут(ы):

Если Вы готовы мне дать рекомендации, каким образом я без введения экзотики смогу получить с пары 956 лучшие параметры по интермодуляции, при сохранении прочих, с удовольствием выслушаю.
На сколько помню вводил еще одну ОС (последовательно RCL) с колекторов на первичную обмотку входного трансформатора. В той схеме ОС заведена только на базу. Успехов.

Можно ли в этой схеме заменить биполярный транзистор на полевой? Если можно, то как?

С4 куда дальше на масу

Толщина пакета и ширина язычка

А то гугл мне только усилки ламповые предлагает на запрос

12 комментариев

всмысле биполярный на полярный)))

модет ты имел в виду мосфет?

может ты имел в виду гетерополярный, или гомополярный?

конечно ставь, если найдешь такой!

полевиком то можно, но резистор шунта уже не 33 Ома будет, а как минимум 100, и тепла на нем пропорционально на дофига больше. И входное напряжение поднимать нужно. Вобщем одни расходы дополнительные

А сам понял что сказал?

Нафига? Ставь как есть?

Андрей, полностью поддерживаю , напряжение на входе поднять ( 2-3вольта ) резистор с 33 поднять до 100 ом ( мощность побольше ) транзистор — IRFP 9140 N

извиняюсь, перепутал слова, не полярный, а полевой транзистор

Айрат, да все поняли , ….. ну а кто не понял… тот и не понял ))))

в подобных схемах полевые транзисторы всеравно будут работать в линейном режиме, поэтому менять можно (с некоторыми оговорками), а работать схема лучше/хуже не станет

Таблица сравнения полевых транзисторов

Прежде чем что-то менять, надо сначала это что-то выбрать. Про замену транзистора написано много постов и не только тут, но вот беда – никто так и не соизволил (а если и сделал, то я этого не нашел) расписать более подробную инфу про транзисторы и их ключевые характеристики. Все сводится к ‘вот этот точно работает, ставь его’ и к мерилкам ‘экспертностью’ в комментах без раскрытия темы.

В этом посте хочу поделиться со всеми, кто в теме не шарит, но интересуется, нарытой мной информацией и материалами. Что-то найдено тут, что-то на других ресурсах, а что-то узнал от специалистов в местных магазинах радиотоваров.

Начнем с характеристик полевых транзисторов. Их так много, что с ходу в тему не влететь, черт ногу сломит, некоторые из них еще и меняются в температурных диапазонах, а что-то приведено в даташитах в виде графиков. Для нас же, важны следующие:

Максимальный ток Стока, ld (А) – это максимальный продолжительный ток, с которым может работать транзистор. Чем больше, тем лучше.

Напряжение Сток-Исток, Vdss (В) – максимальное напряжение, которое может проходить через транзистор. Этот момент зависит от того, каким напряжением питаете стол через Ramps. Если 24В, то транзистор на 25, чтобы с запасом. Этого хватит, сильно много не надо.

Пороговое напряжение открытия транзистора, Vgs(th) min/max (В) – напряжение, при котором транзистор начинает работать и пропускать ток. Чем меньше значение, тем лучше. В данной характеристике важным моментом является обозначение ‘(th)’, ибо есть похожая характеристика.

Максимальное напряжение Затвор-Исток, Vgs (В) – напряжение полного раскрытия транзистора.

Сопротивление Сток-Исток Rds(Ом) – сопротивление при открытом канале. Чем оно меньше, тем лучше.

Теперь посмотрим как это все связано друг с другом и как работает. Ардуино подает на дроссель Vgs(th) и тем самым открывает ‘дверь’ транзистора. От степени открытия этой двери зависит текущий ток ld, который она может пропустить. Максимальный ток ld будет достигнут, когда значение напряжения на дросселе достигнет Vgs. Иллюстрируется это следующим графиком:

Кроме сопротивления Rds есть еще одна связь с температурой транзистора. Греется он в работе. Чем больше открыт дроссель, чем больший ток он пропускает и чем дольше работает, тем сильнее разогревается сам. Соответственно, больший ток ld при меньшем напряжении на затворе Vgs позволяет, меньше, реже и на меньшее время открываться транзистору, быстрее нагревая стол и меньше нагреваясь самому. Утепление самого стола позволяет транзистору меньше напрягаться с его подогревом.

Мной были просмотрены местные темы про замену транзистора на рампсе и темы на других сайтах, в результате свел все в одну гуглотаблицу с расписанием указанных выше характеристик.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1vytRAPAFucIo5Fq3LOEikMxhKLOYDs3fuzYW6Lwr1MY/edit?usp=sharing

Если будут еще варианты, пишите мне, дополню таблицу, так же пишите, на какие еще характеристики стоит обратить внимание при подборе транзистора для наших целей.

Подобрать транзистор по некоторым параметрам можно тут:

http://paratran.com/1ExtendedSearchFET.php

Тут можно почитать про их характеристики:

http://electricalschool.info/electronica/1696-parametry-polevykh-tranzistorov-chto.html

А тут найти даташит по названию:

http://www.radioradar.net/datasheet_search//index.html

и параметры паспорта »Примечания к электронике

В технических описаниях полевых транзисторов фигурирует множество различных параметров и спецификаций – от Vgs до R

FET, полевой транзистор, руководство включает:
FET основы Характеристики полевого транзистора JFET МОП-транзистор МОП-транзистор с двойным затвором Силовой МОП-транзистор MESFET / GaAs полевой транзистор HEMT & PHEMT Технология FinFET

Таблицы полевых транзисторов содержат множество различных параметров и спецификаций, которые определяют производительность конкретного типа полевого транзистора.

При разработке новой схемы или замене существующего полевого транзистора важно понимать различные параметры и спецификации, которые появляются в таблицах данных, чтобы можно было выбрать и использовать правильное устройство.

Все характеристики и параметры важны в различных приложениях. Также в зависимости от устройства в таблицах данных FET могут указываться различные параметры, которые имеют отношение к конкретному устройству, для которого предназначено устройство.

Технические характеристики и параметры основных полевых транзисторов

Некоторые из основных спецификаций полевых транзисторов, используемых в таблицах данных, определены ниже.Некоторые параметры особенно важны для различных типов полевых транзисторов, например JFET, в то время как другие могут быть более применимы к MOSFET и т. Д.

• Напряжение истока затвора, В _GS : Параметр полевого транзистора V _GS – это номинальное значение максимального напряжения, которое может выдерживаться между выводами затвора и истока. Целью включения этого параметра в технический паспорт является предотвращение повреждения оксида затвора. Фактическое выдерживаемое напряжение оксида затвора обычно намного выше, но оно варьируется в результате допусков, существующих в производственных процессах.Желательно оставаться в пределах этого рейтинга, чтобы поддерживать надежность устройства. Часто многие правила проектирования указывают, что устройство должно работать только до 60 или 70% от этого рейтинга.
• Напряжение сток-исток, В _DSS : Это номинальное значение максимального напряжения сток-исток, которое может быть приложено, не вызывая лавинного пробоя. Параметр обычно указывается для случая, когда затвор закорочен на источник, и для температуры 25 ° C.В зависимости от температуры, напряжение лавинного пробоя может быть меньше номинального значения V _DSS .

  При проектировании схемы всегда лучше оставлять значительный запас между максимально допустимым напряжением и спецификацией V _DSS . Часто они могут работать на уровне около 50% V _DSS для обеспечения надежности.

• Затвор обратный ток утечки, Igss:

• Пороговое напряжение V _{GS (TH)} : Пороговое напряжение V _{GS (TH)} – это минимальное напряжение затвора, которое может образовывать проводящий канал между истоком и стоком.Обычно он указывается для данного тока стока истока.
• Ток стока при нулевом напряжении затвора, I _dss : Этот параметр полевого транзистора представляет собой максимальный непрерывный ток, который устройство может выдерживать при полностью включенном устройстве. Обычно это указывается для конкретной температуры, обычно 25 ° C.

  Данная спецификация полевого транзистора основана на номинальном тепловом сопротивлении перехода к корпусу R _θJC (температура перехода / канала) и температуре корпуса.

  Этот параметр полевого транзистора представляет особый интерес для силовых полевых МОП-транзисторов, и при определении параметра максимального тока не учитываются коммутационные потери.Кроме того, на практике нецелесообразно выдерживать корпус при температуре 25 ° C. В результате фактический коммутируемый ток должен быть ограничен менее чем половиной от I _dss при TC = 25 ° C в приложении с жестким переключением. Обычно используются значения от одной трети до четверти.

• Напряжение отсечки затвора истока, VGS (выкл.): Напряжение отсечки затвора истока действительно является характеристикой отключения. Он определяет пороговое напряжение для заданного остаточного тока, поэтому устройство в основном выключено, но находится на грани включения.Пороговое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. уменьшается с ростом температуры. Этот температурный коэффициент также влияет на время задержки включения и выключения, что влияет на некоторые цепи.
• Прямая крутизна, G _fs :
• Входная емкость, C _iss : Параметр входной емкости для полевого транзистора – это емкость, которая измеряется между выводами затвора и истока при замыкании стока на исток для сигналов переменного тока.Другими словами, это фактически емкость между затвором и каналом. C _iss состоит из емкости C _gd затвор-сток, параллельной емкости C _gs затвор-исток. Это можно выразить как:
  
• Сток-исток на сопротивлении, R _{ds (on)} : При жестком включении полевого транзистора это сопротивление в омах на канале между стоком и истоком. Это особенно важно при переключении приложений с логической схемы на переключение мощности, а также в ВЧ-переключении, включая приложения в смесителях.Полевые транзисторы обычно способны обеспечить хорошую производительность при переключении и имеют относительно низкое значение R _{ds (on)} .
• Рассеиваемая мощность, P _tot : В этой спецификации полевого транзистора указана максимальная непрерывная мощность, которую может рассеять устройство. Рассеиваемая мощность обычно указывается при свободном стоянии на воздухе или при заданной температуре основания, обычно 25 ° C. Фактические условия, будь то в радиаторе или на открытом воздухе, будут зависеть от типов устройств и производителя.Очевидно, что силовые полевые транзисторы с большей вероятностью будут детализированы в условиях, когда они удерживаются на радиаторе, в то время как состояние свободного воздуха применимо к сигнальным полевым транзисторам.
Таблицы данных

FET содержат множество различных параметров и спецификаций для определения производительности полевого транзистора. Все они изложены в различных таблицах данных, которые позволят сделать правильный выбор полевого транзистора.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

10.2: Измерение основных транспортных свойств полевых транзисторов

Типичные характеристики V-I полевых транзисторов

Развертка напряжения – отличный способ узнать об устройстве. На рисунке \ (\ PageIndex {10} \) показан типичный график развертки напряжения сток-исток при различных напряжениях затвор-исток при измерении тока стока, ID для n-канального JFET. Характеристики V-I имеют четыре различных региона. Анализ этих областей может предоставить важную информацию о характеристиках устройства, таких как напряжение отсечки, VP, усиление прозрачности, gm, сопротивление канала сток-исток, RDS и рассеиваемая мощность, PD.

Омическая область (линейная область)

Эта область ограничена VDS

\ [R_ {DS} \ = \ \ frac {\ Delta V_ {DS}} {\ Delta I_ {D}} \ = \ \ frac {1} {g_ {m}} \ label {1} ​​\]

\ [g_m \ = \ \ frac {\ Delta I_ {D}} {\ Delta V_ {DS}} \ = \ \ frac {1} {R_ {DS}} \ label {2} \]

Область насыщенности

Это область, в которой JFET полностью включен. Максимальный ток протекает для данного напряжения затвор-исток. В этой области ток стока можно смоделировать с помощью \ ref {3}, где ID – ток стока, IDSS – максимальный ток, VGS – напряжение затвор-исток, а VP – напряжение отсечки.Решение для напряжения отсечки приводит к \ ref {4}.

\ [I_ {D} \ = \ I_ {DSS} (1 \ – \ frac {V_ {GS}} {V_ {P}}) \ label {3} \]

\ [V_ {P} \ = \ 1 \ – \ \ frac {V_ {GS}} {\ sqrt {\ frac {I_D} {I_ {DSS}}}} \ label {4} \]

Область разбивки

Эта область характеризуется резким увеличением тока. Подаваемое напряжение сток-исток превышает предел сопротивления полупроводникового канала, в результате чего транзистор выходит из строя и протекает неконтролируемый ток.

Область отсечения (область отсечения)

В этой области напряжения затвор-исток достаточно, чтобы ограничить поток через канал, по сути, отсекая ток стока.{2} / R_ {DS} \ label {5} \]

V-I характеристики p-канального JFET ведут себя аналогично, за исключением того, что напряжения меняются местами. В частности, точка отсечки достигается, когда напряжение затвор-исток увеличивается в положительном направлении, а область насыщения достигается, когда напряжение сток-исток увеличивается в отрицательном направлении.

Типичные характеристики V-I полевых МОП-транзисторов

На рисунке \ (\ PageIndex {11} \) показан типичный график развертки напряжения сток-исток при различных напряжениях затвор-исток при измерении тока стока, I _D для идеального n-канального полевого МОП-транзистора.Подобно JFET, V-I характеристики MOSFET имеют отдельные области, которые предоставляют ценную информацию о транспортных свойствах устройства.

Омическая область (линейная область)

n-канальный усовершенствованный MOSFET ведет себя линейно, действуя как переменный резистор, когда напряжение затвор-исток превышает пороговое напряжение, а напряжение сток-исток больше, чем напряжение затвор-исток. В этой области ток стока можно смоделировать с помощью \ ref {6}, где ID – ток стока, VGS – напряжение затвор-исток, VT – пороговое напряжение, VDS – напряжение сток-исток, а k – геометрическое коэффициент, описываемый как \ ref {7}, где µ _n – эффективная подвижность носителей заряда, C _OX – емкость оксида затвора, W – ширина канала, а L – длина канала.{2} \ label {8} \]

Решение для порогового напряжения VT приводит к \ ref {9}.

\ [V_ {T} \ = \ V_ {GS} \ – \ \ sqrt {\ frac {I_ {D}} {k}} \ label {9} \]

Область отсечения (область отсечения)

Когда напряжение затвор-исток, VGS, ниже порогового напряжения VT, носители заряда в канале недоступны, «перекрывая» поток заряда. Рассеяние мощности для полевых МОП-транзисторов также можно решить с помощью уравнения 6 в любой области, как в случае полевого транзистора.

FET V-I Сводка

Типичные ВАХ для всего семейства полевых транзисторов, показанных на рисунке \ (\ PageIndex {11} \), показаны на рисунке \ (\ PageIndex {12} \).

Из рисунка \ (\ PageIndex {12} \) видно, как схемы легирования, которые приводят к усилению и истощению, смещены вдоль оси VGS. Кроме того, из графика можно определить состояние ВКЛ или ВЫКЛ для заданного напряжения затвор-исток, где (+) положительно, (0) равно нулю, а (-) отрицательно, как показано в Таблице \ (\ PageIndex {1} \).

(PDF) Обзор извлечения параметров в полевых транзисторах

186 Ортис-Конде, Гарсиа Санчес и Лиу

Liou, J.J., and Recht, L. «Устранение паразитных сопротивлений

при извлечении параметров моделей полупроводниковых приборов»

Proc. Первого IEEE Int. Caracas Conf. на Dev. Cir. и

Sys., Каракас, Венесуэла, стр. 298, ˘

в дек. 1995.

8. Гарсиа Санчес, Ф.Дж., Ортис-Конде, А., Де Меркато, Г.,

Сальседо, Дж. А., Лиу, Дж. Дж., Юэ, Ю. и Финол, Дж. «Извлечение

порогового напряжения. от подпорогового к сильному инверсионному переходу области полевых МОП-транзисторов ˇ

Тл, принятого в Proc.из

DCISŠ99, Испания, ноябрь 1999 г.

9. Гарсиа Санчес, Ф.Дж., Ортис-Конде, А., Гарсиа Нуньес, М.,

и Андерсон, Р.Л. «Выделение последовательного сопротивления и эффективной длины канала

. короткоканальных МОП-транзисторов при температуре жидкого азота »Solid-St. Электрон. , т. 37, стр.

1943, декабрь 1994.

10. Guo, J. -C., Chung, S.S. -S. и Hsu, C.C. -ЧАС. «Новый метод

для определения эффективной длины канала и последовательного сопротивления стока

и истока миниатюрных полевых МОП-транзисторов»

IEEE Trans.Электронные устройства, т. ЭД-41, стр. 1811, Oct.

1994.

11. Джайн С. «Измерение порогового напряжения и длины канала

субмикронных полевых МОП-транзисторов» IEE Proc. Cir. Dev. и

Sys., vol. 135, стр. 162, 1988.

12. Жан Ю.-С. и Wu, C.-Y. «Новый алгоритм извлечения

длины металлургического канала обычных и D

MOSFET» IEEE Trans. Электронные устройства, т. ЭД-43, стр.

946, июнь 1996.

13. Karlsson, P.Р., Джеппсон К.О., «Эффективный метод

для определения порогового напряжения, последовательного сопротивления и эффективной геометрии МОП-транзисторов»

T, IEEE Trans. Semi-

Производство проводов, т. 9, p.215, May 1996.

14. Karlsson, P.R., Jeppson, K.O., «Извлечение серии

, независимое от сопротивления от параметра модели МОП-транзистора –

ters». IEEE Trans Electron Devices, т. ED-13: с. 581,

1992.

15.Латиф, З., Лиоу, Дж.Дж., Ортис-Конде, А., Гарсиа Санчес,

Ф.Дж., Вонг, В. и Чен, Ю.Г. «Анализ применимости методов

, используемых для извлечения эффективного канала короткозамкнутых полевых МОП-транзисторов типа

D» Solid-St. Электрон. , т. 39, стр.

1093, июль 1996 г. эффективная длина канала полевых МОП-транзисторов »IEEE

Trans.Электронные устройства, т. 44, стр. 340, февраль 1997 г.

17. Lee, S.-W. «Емкостной метод для экспериментального определения

длины металлургического канала субмикронных полевых МОП-транзисторов

D» IEEETrans. Электронные устройства, т. ЭД-41,

стр. 403, March 1994.

18. Лиу Дж. Дж., Advanced Semiconductor Device Physics and

Modeling. Бостон: Artech House, 1994.

19. Лиу, Дж. Дж., Ортис-Конде, А., и Гарсиа Санчес, Ф. Дж. «Ex-

, тяга порогового напряжения полевых МОП-транзисторов: обзор

(приглашен)» Proc.Гонконгской конференции по электронным устройствам,

Гонконг, стр. 31, 1997.

20. Лиу Дж. Дж., Ортис-Конде А. и Гарсиа Санчес Ф. Дж.,

Анализ и проектирование полевых МОП-транзисторов: моделирование, имитация

и извлечение параметров. Бостон: Kluwer, 1998.

21. McAndrew, C.C. и Лайман, П.А. «Эффективная длина канала MOSFET

, пороговое напряжение и последовательное сопротивление де-

согласование за счет надежной оптимизации» IEEE Trans. Электрон

Приборы, т.ЭД-39, стр. 2298, окт. 1992.

22. Нараянан Р., Ортис-Конде А., Лиу Дж. Дж., Гарсия

Санчес Ф. Дж. И Партасарати А. «Двумерный числовой анализ

для определения эффективной длины канала

короткоканального МОП-транзистора Solid-St. Электрон. , т. 38, стр.

1155, июнь 1995.

23. Ng, K.K. и Брюс, Дж. Р. «Измерение длины аффективного канала

полевых МОП-транзисторов» IEEE Circ. Дев., Т. 6, стр. 33, ноябрь

1990.

24.Ню, Г.Ф., Чен, Р.М. и Руан, Г. «Извлечение эффективной длины канала

() глубоких субмикромагнитных МОП-транзисторов из

, смоделированного численно поверхностного потенциала» Solid-St. Электрон.

, т. 41, стр. 1377, Aug. 1997.

25. Ортис-Конде, А., Гарсия Санчес, Ф.Дж. и Лиоу, Дж. Дж., «Улучшенный метод

для извлечения разницы между сопротивлениями стока и истока

в полевых МОП-транзисторах» Solid-St . Электрон-

трон, т. 39, стр. 419, 1996.

26.Ортис-Конде, А., Гувейя, Э., Лиоу, Дж. Дж., Хассан, М. Р.,

Гарсиа Санчес, Ф.Дж., Де Меркато, Г., и Ван, В.

«Новый подход к извлечению порогового напряжения MOS-

FETsˇ

T. IEEE Trans. Электронное развитие, т. ED-44, стр. 1523,

1997.

27. Ортис-Конде, А., Лиоу, Дж. Дж., Гарсия Санчес, Ф. Дж. «Простой метод

для извлечения разницы между последовательным сопротивлением стока и истока

в МОП-транзисторы »Электрон. Lett., т.

30, p.1013, 1994.

28. Ортис-Конде, А., Лиоу, Дж. Дж., Гарсиа Санчес, Ф.Дж., Гарсия

Нуньес, М. и Андерсон, Р.Л. «Серийное сопротивление и ef-

. выделение длины канала n-канального MOSFET на

77 K ”Электрон. Lett., Vol. 30, стр. 670, April 1994.

29. Ортис-Конде, А., Лиоу, Дж. Дж., Гарсиа Санчес, Ф. Дж., Гоу-

veia Fernandes, E., Монтилья Кастильо, О., Рофикул Хас-

сан, Мэриленд, Де Меркато, Г., «Новый метод определения эффективной длины канала

полевых МОП-транзисторов» Microelectronics Re-

ответственность; т.38, стр. 1867, 1998

30. Ортис-Конде, А., Лиоу, Дж. Дж., Нараянан, Р., Гарсия

Санчес, Ф. Дж. «Определение физических механизмов

, влияющих на разницу между стоком и истоком в

короткометражном». канальные МОП-транзисторы »Solid-St. Электрон, т. 39, стр.

211, 1996.

31. Ортис-Конде, А., Родригес, Дж., Гарсиа Санчес, Ф. Дж., И

Лиу, Дж. Дж. «Улучшенное определение для моделирования порогового напряжения

старых МОП-транзисторов» Solid-St.Электрон., Т. 42, стр.

1743, сентябрь 1998 г.

32. Ортис-Конде, А., Родригес, Дж., Гарсиа Санчес, Ф.Дж.,

Лиу, Дж. Дж., Муси, Дж., «Об определении порогового напряжения –

. возраст полевых МОП-транзисторов »43-й Международный научный коллоквиум,

Германия, сентябрь 1998 г.

Структура и принцип работы полевых транзисторов

Полевой транзистор – это полупроводниковое устройство, которое использует эффект электрического поля входной цепи управления для контролирует ток выходной цепи и назван в его честь.Поскольку проводимость электричества зависит только от основного носителя в полупроводнике, его также называют униполярным транзистором. FET на английском языке – полевой транзистор, сокращенно FET. Существует два основных типа: транзисторные полевые транзисторы (JFET) и металл-оксид-полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET).

Каталог

Полевые транзисторы делятся на две категории: полевые транзисторы (JFET) и металлические оксидные полупроводниковые полевые транзисторы ( МОП-транзистор) .

В зависимости от типа материала канала и типа изолированного затвора различают транзисторы с каналом N и каналом P;

В зависимости от режима проводимости различают тип истощения и тип улучшения. Все полевые транзисторы JFET имеют истощенные типы, а полевые МОП-транзисторы имеют как типы истощения, так и типы расширения.

(1) Структура

Структура N-канального полевого транзистора показана на следующем рисунке.Это структура, в которой PN-переход изготовлен на каждой стороне полупроводниковой кремниевой пластины N-типа, образуя структуру, в которой два PN-перехода образуют между собой канал N-типа. Две области P являются затворами, один конец кремния N-типа – сток, а другой конец – исток.

Рис. 1. Структура переходного полевого транзистора

(2) Принцип работы

Рассмотрим N-канал в качестве примера, чтобы проиллюстрировать его принцип работы.

Когда VGS = 0, когда определенное напряжение приложено между стоком и истоком, основная несущая будет дрейфовать между стоком и истоком, создавая ток стока. Когда VGS <0, PN-переход смещен в обратном направлении, образуя обедненный слой. Канал между стоком и истоком сузится, и ID уменьшится. Если VGS продолжает уменьшаться, канал будет продолжать сужаться, и ID будет продолжать уменьшаться, пока не достигнет 0. Когда ID равен 0, соответствующий VGS называется напряжением отсечки VGS (выключено).

(3) Характеристическая кривая переходных полевых транзисторов

Имеются две характеристические кривые переходного полевого транзистора,

. Одна из них является выходной характеристической кривой (ID = f (VDS) | VGS = константа) , второй – кривая передаточной характеристики (ID = f (VGS) | VDS = constant).

Характеристическая кривая полевого транзистора с N-канальным переходом показана на рисунке ниже.

(A) Характеристическая кривая дренажного выхода (b) Кривая передаточной характеристики

Рисунок 2.Характеристическая кривая полевого транзистора с N-канальным переходом

Металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы подразделяются на:

Depletion type & rarr; Канал N, канал P

Тип расширения & rarr; N-канал, P-канал

(1) Структура N-канального полевого транзистора с истощением

Структура и символ N-канального режима с истощением показаны на следующем рисунке (а).Изолирующий слой SiO2 под затвором легирован большим количеством положительных ионов металлов. Таким образом, когда VGS = 0, эти положительные ионы индуцировали инверсионный слой, образуя канал. Следовательно, пока есть напряжение сток-исток, есть ток стока.

Когда VGS> 0, ID будет увеличиваться. Когда VGS <0, ток стока постепенно уменьшается по мере уменьшения VGS до ID = 0. VGS, когда ID = 0, называется напряжением отсечки, иногда обозначается символом VGS (выкл.) Или VP.

Кривая передаточной характеристики N-канального обедненного режима показана на рисунке (b) ниже.

(a) Структурная диаграмма (b) Кривая передаточной характеристики

Рис. 3. Структура и кривая передаточной характеристики режима обеднения N-канала

(2) Тип расширения N-канала Полевой транзистор FET

N-канальный полевой транзистор улучшенного типа имеет структуру, аналогичную структуре режима обеднения.Но когда VGS = 0 В, добавление напряжения между стоком и истоком не образует тока. При подаче напряжения на затвор, если VGS> VGS (th), образуется канал, соединяющий сток и исток. Если в это время приложено напряжение сток-исток, может быть сформирован идентификатор.

Когда VGS = 0V, ID = 0, и ток стока улучшенного типа появится только после VGS> VGS (th).

ВГС (th) – напряжение открытия или напряжение клапана;

Рисунок 4.Полевой транзистор с N-канальным расширением

(3) MOSFET-транзистор с P-каналом и режимом истощения

Принцип работы P-канального MOSFET точно такой же, как у N-канального MOSFET, за исключением того, что токопроводящие носители и полярность питающего напряжения различны. Это похоже на типы биполярных транзисторов NPN и PNP.

Существует много типов характеристических кривых полевых транзисторов.Имеются четыре кривые передаточной характеристики и кривые выходной характеристики в соответствии с различными проводящими каналами и независимо от того, улучшены они или истощены, а их направления напряжения и тока также различаются. Если положительное направление задано равномерно, характеристические кривые будут построены в разных квадрантах. Чтобы упростить рисование, положительное направление транзистора с каналом P обратное. Соответствующие кривые показаны на рисунке ниже.

Рисунок 5.Кривая вольт-амперной характеристики полевых транзисторов

(a) Кривая передаточной характеристики (b) Кривая выходной характеристики

Рисунок 6. Сравнение различных характеристик полевых транзисторов

Существует множество параметров полевых транзисторов, включая параметры постоянного тока, параметры переменного тока и предельные параметры, но в целом нам нужно обратить внимание только на следующие параметры.

(1) Напряжение отсечки (UP)

Это относится к напряжению UGS, приложенному к затвору, когда ток стока / D (то есть ток канала) равен нулю или меньше небольшого значения тока (например, 1 мкА. 10 мкА) при указанном напряжении стока UDS. Это важный параметр полевых МОП транзисторов переходного или обедненного типа.

(2) Напряжение включения (UT)

Это напряжение затвора UGS, когда токопроводящий канал (между стоком и истоком) только что включен, когда напряжение стока UDS имеет определенное значение .Это важный параметр усиленного полевого транзистора. Когда напряжение затвора UGS меньше абсолютного значения напряжения включения, полевой транзистор не может быть включен.

(3) Ток утечки насыщения (DSS)

Это относится к току утечки насыщения тока стока D, вызванному определенным напряжением стока UDS (больше, чем напряжение отсечки), когда затвор и исток закорочены (UGS = 0). Он отражает проводимость исходного канала при нулевом напряжении на затворе, что является важным параметром истощенных полевых транзисторов.

(4) Низкочастотная крутизна (gm)

Когда напряжение стока UDS имеет заданное значение, отношение изменения тока стока к изменению напряжения затвора △ UGS, которое вызывает это изменение, называется крутизной , то есть:

Общая единица измерения грамма – мСм (миллисименс). gm – это параметр, который измеряет силу напряжения затвора полевого транзистора при управлении током стока, а также эффект усиления.Он аналогичен коэффициенту усиления переменного тока транзистора β и связан с рабочей площадью транзистора. Чем больше ток стока / D, тем больше gm.

(5) Напряжение пробоя истока стока (BUDS)

Это относится к максимальному напряжению стока, которое может выдержать полевой транзистор при постоянном напряжении затвора UGS. Это эквивалентно напряжению пробоя коллектор-эмиттер V (BR) ceo (т.е. BUceo) обычного кристаллического транзистора.Это предельный параметр, и рабочее напряжение, подаваемое на полевой транзистор, должно быть меньше BUDS.

(6) Максимальный ток сток-исток (DSM)

Это относится к максимальному току, допустимому между стоком и истоком, когда полевой транзистор работает нормально. Это эквивалентно рабочему току обычного кристаллического транзистора. Этот предельный параметр не должен превышаться.

(7) Максимальное рассеивание мощности (PDSM)

Это относится к максимально допустимому рассеиванию мощности стока, когда характеристики полевого транзистора не ухудшаются, что эквивалентно Pcm обычного транзистора.При использовании фактическая потребляемая мощность полевого транзистора (PD = UDS & times; / D) должна быть меньше этого предельного параметра и оставлять определенный запас.

Затвор полевого транзистора эквивалентен базе транзистора, а исток и сток соответствуют эмиттер и коллектор транзистора соответственно.Установите мультиметр на «R × 1k» и используйте два измерительных провода для измерения прямого и обратного сопротивления между каждыми двумя контактами. Когда положительное и обратное сопротивление двух выводов составляют несколько тысяч Ом, тогда эти два вывода являются стоком и истоком (взаимозаменяемы), а оставшийся вывод – затвором. Для соединительных полевых транзисторов с 4 контактами другой полюс является полюсом экранирования (заземление при использовании).

Подключите черный измерительный провод мультиметра к одному электроду транзистора, а красный измерительный провод – к двум другим электродам соответственно.Если значения сопротивления, измеренные дважды, очень велики, это означает, что они являются обратными сопротивлениями. Итак, это N-канальный полевой транзистор, и черный провод подключен к затвору.

Рис. 7. Тестовый полевой транзистор с мультиметром

Производственный процесс определяет, что исток и сток полевого транзистора симметричны на и могут использоваться взаимозаменяемо, , без нарушения нормальной работы цепи, поэтому нет необходимости их различать.Сопротивление между истоком и стоком составляет около нескольких тысяч Ом.

Обратите внимание, что этот метод не может использоваться для определения затвора полевого МОП-транзистора. Поскольку входное сопротивление полевого МОП-транзистора чрезвычайно велико, а межэлектродная емкость между затвором и истоком очень мала, до тех пор, пока во время измерения остается небольшое количество зарядов, на межэлектродной емкости может формироваться высокое напряжение, что легко повредить транзистор.

Установите мультиметр на «R × 100» и подключите красный измерительный провод к источнику, а черный измерительный провод к стоку, что эквивалентно добавлению 1.Напряжение питания 5В на полевой транзистор. В это время стрелка указывает значение сопротивления между стоком и истоком.

Затем зажмите затвор пальцем, чтобы подать индуцированное напряжение человеческого тела в качестве входного сигнала на затвор. Из-за эффекта усиления транзистора изменятся как UDS, так и ID, что означает, что сопротивление между стоком и истоком также изменится, и измерительный провод сильно колеблется. Если качание небольшое, когда вы зажимаете затвор, это означает, что способность транзистора к увеличению мала; если вывод не двигается, это означает, что транзистор поврежден.

Поскольку напряжение переменного тока 50 Гц, индуцируемое человеческим телом, довольно велико, и разные полевые транзисторы могут иметь разные рабочие точки при измерении с помощью резистивного механизма, руки могут качаться вправо или влево, когда затвор защемлен. рука. Когда RDS транзисторов уменьшается, измерительный провод поворачивается вправо, в то время как он поворачивается влево, если RDS увеличивается.

Независимо от направления движения стрелок, пока есть четкое движение, это означает, что транзистор может усиливать.

Этот метод также подходит для измерения МОП-транзисторов. Чтобы защитить полевой МОП-транзистор, необходимо удерживать изолирующую ручку и соединить затвор с помощью металлического стержня, чтобы предотвратить непосредственное добавление индуцированного телом человека заряда к затвору и повреждения транзистора.

После каждого измерения МОП-транзистора на конденсаторе перехода G-S будет небольшое количество зарядов, и будет установлено напряжение UGS. Затем, если вы продолжите тест, измерительный провод может не двигаться, и короткое замыкание цепи между полюсом G-S решит проблему.

1. Для безопасного использования полевого транзистора в схемотехнике ограничивают параметры , такие как рассеиваемая мощность, максимальное напряжение сток-исток, максимальное расстояние между затвором и истоком. напряжение и максимальный ток не должны быть превышены.

2. При использовании различных типов полевых транзисторов их необходимо вставлять в схему в строгом соответствии с требуемым смещением и соблюдать полярность смещения полевого транзистора.Например, существует PN-переход между истоком и стоком затвора с полевым эффектом перехода, поэтому затвор N-канала не может иметь положительного смещения, а затвор P-канала не может иметь отрицательного смещения.

3. Из-за чрезвычайно высокого входного сопротивления полевого МОП-транзистора, выводные контакты должны быть закорочены во время транспортировки и хранения. Кроме того, следует использовать металлический экранирующий пакет, чтобы предотвратить повреждение затвора внешним наведенным потенциалом.

В частности, полевой МОП-транзистор лучше хранить в металлическом корпусе , а не в пластиковом. Также следует отметить влагостойкость транзистора.

4. Чтобы предотвратить индукционный пробой затвора полевого транзистора, все испытательные приборы, рабочие столы, электрические утюги и сама цепь должны быть хорошо заземлены, что означает:

(1) При пайке булавки, сначала припаяйте электрод истока.

(2) Перед подключением к цепи все выводы транзистора должны быть закорочены друг с другом, а закорачивающий материал удаляется после сварки.

(3) Когда вы извлекаете транзистор из стойки для компонентов, человеческое тело должно быть правильно заземлено, , как при использовании заземляющего кольца.

(4) Если вы используете современный газонагревательный электрический паяльник, сваривать полевой транзистор удобнее, но вы должны обеспечить безопасность.

Рисунок 8. Газонагревательная пайка

(5) категорически запрещается вставлять или втягивать транзистор в схему без отключения питания.

5. При установке полевого транзистора положение установки должно сохраняться на дальше от нагревательного элемента . А чтобы не допустить вибрации транзистора, необходимо закрепить корпус транзистора. Также, когда мы сгибаем штифт, он должен быть на 5 мм выше основания, чтобы не повредить штифт и не вызвать утечку воздуха.

6. При использовании транзистора VMOS необходимо добавить соответствующий радиатор. Взяв VNF306 в качестве примера, максимальная мощность может достигать 30 Вт только после того, как транзистор оснащен 140-кратным радиатором диаметром 140 и 4 мм.

7. После параллельного соединения нескольких транзисторов высокочастотные характеристики усилителя ухудшаются из-за увеличения межэлектродной емкости и распределенной емкости , и легко вызвать высокочастотные паразитные колебания. через обратную связь. По этой причине обычно используется не более четырех параллельных составных транзисторов, и сопротивление антипаразитных колебаний должно быть подключено последовательно на базе или затворе каждого транзистора.

8. Напряжение затвор-исток переходного полевого транзистора не может быть изменено на противоположное и может храниться в открытом состоянии. Когда полевой МОП-транзистор не используется из-за очень высокого входного сопротивления, каждый электрод должен быть закорочен, чтобы предотвратить повреждение транзистора внешним электрическим полем.

9. Во время сварки внешняя оболочка электрического паяльника должна быть оборудована внешним заземляющим проводом , чтобы предотвратить повреждение транзистора из-за заряженного электрического утюга.Для небольшого количества пайки вы также можете отключить паяльник после его нагрева или отключить питание и припаять его. Особенно при сварке полевых МОП-транзисторов, исток-сток-затвор следует сваривать по порядку, а цепь должна быть отключена.

10. При сварке электрическим паяльником мощностью 25 Вт работа должна быть быстрой. Если вы используете электрический паяльник мощностью от 45 до 75 Вт, воспользуйтесь пинцетом, чтобы зажать основание штифта, чтобы улучшить отвод тепла. Используйте мультиметр, чтобы проверить качество полевого транзистора перехода (например, сопротивление между прямым и обратным сопротивлением каждого PN перехода и сток-исток).Однако полевой МОП-транзистор нельзя проверить с помощью мультиметра, вместо этого необходимо использовать тестер. А линию короткого замыкания каждого электрода можно удалить только после подключения тестера. При снятии мы должны сначала устранить короткое замыкание, а затем удалить его, чтобы избежать плавающего затвора.

Рис. 9. Тестер полевого МОП-транзистора

При высоком входном импедансе необходимо принять меры по защите от влаги, чтобы предотвратить снижение входного сопротивления полевого транзистора из-за температуры.Если используется четырехпроводной полевой транзистор, провод подложки следует заземлить. Транзистор с керамическим корпусом стоит, поэтому его следует защищать от света.

Для силовых полевых транзисторов должны быть хорошие условия отвода тепла . Поскольку силовой полевой транзистор используется в условиях высокой нагрузки, необходимо разработать достаточно радиаторов, чтобы температура корпуса не превышала номинальное значение, чтобы устройство могло стабильно работать в течение длительного времени.

Короче говоря, для обеспечения безопасного использования полевого транзистора необходимо учитывать ряд факторов, а также различные меры безопасности. Огромному количеству профессионального и технического персонала, особенно энтузиастам электроники, следует принять практические меры для безопасного и эффективного использования полевых транзисторов в соответствии с их реальной ситуацией.

1. Исток S, затвор G и сток D полевого транзистора соответствуют эмиттеру E, базе B и коллектору C транзистора соответственно, и их функции аналогичны.

2. Полевой транзистор – это устройство , управляемое напряжением, токовое устройство для управления идентификатором посредством VGS, и его коэффициент усиления gm обычно невелик, поэтому способность полевого транзистора к усилению невысока. Транзистор представляет собой управляемое током устройство для управления IC посредством iB (или iE).

3. Затвор полевого транзистора почти не поглощает ток, в то время как база транзистора поглощает определенный ток во время работы. Следовательно, входное сопротивление полевого транзистора выше, чем у транзистора.

4. Полевой транзистор является проводящим с основными носителями . Транзистор может проводить электричество как с большинством, так и с неосновными носителями. Поскольку на концентрацию неосновных носителей сильно влияют температура, излучение и другие факторы, полевой транзистор имеет лучшую температурную стабильность и радиационную стойкость, чем транзистор.

Рис. 10. Поток основной и малой части несущей PNP-транзистора

Полевой транзистор следует использовать в условиях окружающей среды (температура и т. Д.)) сильно различаются.

5. Когда металл истока соединен с подложкой, электрод истока и электрод стока могут использоваться взаимозаменяемо, , и их характеристики не сильно меняются. Однако, если коллектор и эмиттер транзистора используются взаимозаменяемо, его характеристики будут сильно отличаться, и значение β сильно уменьшится.

6. Коэффициент шума полевого транзистора очень мал, поэтому полевой транзистор следует выбирать в схеме малошумящего усилителя, где входной каскад требует высокого отношения сигнал / шум (SNR).

7. Полевые транзисторы и транзисторы могут образовывать различные и переключающие схемы, но полевой транзистор более широко используется в крупномасштабных и сверхбольших интегральных схемах из-за его простого производственного процесса, низкого энергопотребления, хорошей термостойкости. , широкий диапазон рабочего напряжения питания и другие преимущества.

8. Сопротивление в открытом состоянии транзистора велико, а у полевого транзистора мало, всего несколько сотен миллиом. В современных электрических устройствах полевые транзисторы обычно используются в качестве переключателей из-за их высокого КПД.

Рекомендуется Артикул:

Введение в TFT-дисплеи

Обзор биполярных транзисторов

Каковы методы тестирования и типы транзисторов?

Соединительный полевой транзистор (JFET) Модель

Тип модели

Транзистор

Подвид модели

JFET

Префикс SPICE

Дж

Формат шаблона списка цепей SPICE

@DESIGNATOR% 1% 2% 3 @MODEL & «КОЭФФИЦИЕНТ ОБЛАСТИ» & «УСЛОВИЯ ЗАПУСКА»? «НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ D-S» | IC = @ «НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ D-S», @ «НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ G-S» | ? ТЕМПЕРАТУРА | ТЕМПЕРАТУРА = @ ТЕМПЕРАТУРА |

Параметры (задаются на уровне компонентов)

Следующие параметры уровня компонента могут быть определены для этого типа модели и перечислены на вкладке Параметры диалогового окна Sim Model .Чтобы открыть это диалоговое окно, просто дважды щелкните запись для ссылки на имитационную модель в области Models диалогового окна Component Properties .

Параметры (задаются в файле модели)

Ниже приведен список параметров, которые могут быть сохранены в соответствующем файле модели:

Банкноты

1. Модель JFET основана на модели FET Шичмана и Ходжеса.
2. Значения для Initial D-S Voltage и Initial G-S Voltage применяются только в том случае, если опция Use Initial Conditions включена на странице Transient / Fourier Analysis Setup диалогового окна Analyses Setup .
3. Коэффициент площади влияет на следующие параметры модели:

• параметр крутизны ( BETA )
• омическое сопротивление стока ( RD )
• омическое сопротивление источника ( RS )
• Емкость перехода G-S при нулевом смещении ( CGS )
• Емкость G-D перехода при нулевом смещении ( CGD )
• ток насыщения затворного перехода ( IS )

4. Если коэффициент площади опущен, значение 1.0 предполагается.
5. Ссылка на необходимый файл модели ( * .mdl ) указывается на вкладке Model Kind диалогового окна Sim Model. Имя модели используется в списке соединений для ссылки на этот файл.
   Если параметр имеет указанное значение по умолчанию (как часть определения модели SPICE), это значение по умолчанию будет использоваться, если значение не введено специально. Значение по умолчанию должно быть применимо к большинству моделей. Обычно изменять это значение не требуется.

Примеры

Рассмотрим JFET на изображении выше со следующими характеристиками:

• Контакт1 (сток) подключен к сети D
• Pin2 (Gate) подключен к сети G
• Pin3 (Источник) подключен к сети S
• Обозначение: J1
• Связанный файл имитационной модели – 2N4393.mdl .

Если значения не введены для параметров в диалоговом окне Sim Model, записи в списке соединений SPICE будут:

* Список цепей на схеме:
J1 D G S 2N4393
.
.
* Модели и подсхема:
.MODEL 2N4393 NJF (VTO = -1,422 BETA = 0,009109 LAMBDA = 0,006 RD = 1 RS = 1 CGS = 4,06E-12
+ CGD = 4,57E-12 IS = 2,052E-13 KF = 1.23E-16)

и механизм SPICE будут использовать указанную информацию о параметрах, определенную в файле модели, вместе со значениями параметров по умолчанию, присущими модели, для тех параметров, которые не указаны в файле.
Если следующие значения параметров были указаны на вкладке Параметры диалогового окна Sim Model :

• Коэффициент площади = 4
• Температура = 29

, то записи в списке соединений SPICE будут:

* Список цепей на схеме:
J1 D G S 2N4393 4 TEMP = 29
.
.
* Модели и подсхема:
.MODEL 2N4393 NJF (VTO = -1,422 BETA = 0,009109 LAMBDA = 0,006 RD = 1 RS = 1 CGS = 4.06E-12
+ CGD = 4.57E-12 IS = 2,052E-13 KF = 1,23E-16)

В этом случае механизм SPICE будет использовать эту информацию вместе с указанными параметрами, определенными в файле модели (и любыми значениями по умолчанию для параметров, которые не указаны).

Поддержка PSpice

Чтобы сделать эту модель устройства совместимой с PSpice, поддерживаются следующие дополнительные параметры модели, которые можно ввести в связанный файл модели ( * .mdl ) для устройства:

Если параметр имеет указанное значение по умолчанию, это значение по умолчанию будет использоваться, если значение не введено специально.

Формат файла модели PSpice:

• .MODEL ModelName NJF (параметры модели) - N-channel JFET
• .MODEL ModelName PJF (параметры модели) - P-channel JFET

где

• ModelName – это имя модели, ссылка на которую указана на вкладке Model Kind диалогового окна Sim Model .Это имя используется в списке соединений ( @MODEL ) для ссылки на требуемую модель в файле связанной модели.
• Параметры модели – это список поддерживаемых параметров модели, вводимых со значениями по мере необходимости.

Следующие параметры, общие для большинства устройств в PSpice, не поддерживаются:
T_ABS
T_MEASURED
T_REL_GLOBAL
T_REL_LOCAL .

Для примера использования модели диода, совместимого с PSpice, в моделировании см. Пример проекта JFET.PrjPCB.

МОП полевой транзистор

Существует четыре различных типа полевых МОП-транзисторов: показано на рис. 10.17 все охватываемые моделью будут объяснено здесь.“ Модель первого порядка ” – это физическая модель с уравнения тока стока согласно Гарольду Шичману и Дэвиду А. Ходжес [13].

В следующей таблице приведены параметры модели и устройства для MOSFET уровень 1.

Заранее сделано несколько полезных сокращений, чтобы упростить DC. текущие уравнения.

Пороговое напряжение, зависящее от смещения, зависит от объемного источника напряжение или напряжение объемного стока в зависимости от режим работы.

Следующие уравнения описывают поведение постоянного тока в N-канальный MOSFET в нормальном режиме, т.е. , согласно с Шичман и Ходжес.

• область отсечки:
  

с

В обратном режиме работы, т.е. , одинаковый уравнения могут быть применены со следующими модификациями. Заменять с, с и с .Ток стока меняется на противоположное. Кроме того, трансдуктивности изменяют свои управляющие узлы, т. е.

Уравнения тока двух паразитных диодов в объемном узле и их производные записываются следующим образом.

с

С прилагаемой моделью постоянного тока, показанной на рис.10.19 это возможно формирование матрицы MNA и текущего вектора внутреннее устройство MOSFET.

Есть электрические параметры, а также физические и геометрические. параметров в наборе параметров модели для полевых МОП-транзисторов “ Первый Модель заказа ”. Некоторые электрические параметры могут быть получены из геометрия и физические параметры.

Емкость оксида на квадратный метр площади канала может быть вычисляется как

Тогда общую оксидную емкость можно записать как

Коэффициент крутизны можно рассчитать с помощью

Поверхностный потенциал определяется выражением (с температурным напряжением)

Уравнение (10.194) справедливо для концентраций акцепторов () существенно больше концентрации донора.Объемный порог (также иногда называемый эффектом тела) коэффициент) составляет

И, наконец, пороговое напряжение нулевого смещения записывается как следует.

Где обозначает напряжение плоской полосы, состоящее из работы разница функций между затвором и подложкой материал и дополнительный потенциал из-за заряда поверхности оксида.

Температурно-зависимый потенциал запрещенной зоны кремния (материал подложки Si) пишет следующим образом. С в ширина запрещенной зоны составляет примерно.

Разница работы выхода вычисляется в зависимости от материал проводника затвора. Это может быть либо оксид алюминия ( ), n-поликремний ( ) или п-поликремний ( ). Работа выхода полупроводника, которая представляет собой разность энергий между вакуумным уровнем и фермиевским уровнем. уровень (см. рис.10.20), меняется в зависимости от допирования концентрация.

Выражение в ур. (10.199) визуализируется в инжир. 10.20. Аббревиатуры обозначают

Обратите внимание, что потенциал положителен в p-MOS и отрицательный в n-MOS, как показывает следующее уравнение.

Когда материал проводника затвора представляет собой сильно легированный поликристаллический кремний (также называемый поликремнием), то модель предполагает, что Уровень Ферми этого полупроводника такой же, как зона проводимости. (для n-poly) или валентная зона (для p-poly). В глиноземе Ферми уровень, валентность и зона проводимости равны сродству к электрону.

Если нижняя емкость объемного перехода без смещения на квадратный метр площадь стыка не указана, ее можно рассчитать следующим образом.

Вот и все, что касается физических параметров. Параметры геометрии учитывать электрические параметры по длине, площади или объему. Таким образом, модель MOS масштабируема.

Сопротивление диффузии на стоке и затворе вычисляется следующим образом. Сопротивление листа относится к толщине диффузионного слоя. площадь.

Если ток насыщения объемного перехода на квадратный метр площадь соединения, а также участки стока и истока имеют соответствующие токи насыщения рассчитываются с помощью следующих уравнения.

Если параметры и не заданы нулевым смещением обедняющие емкости для емкости днища и боковины равны вычисляется следующим образом.

Емкости объемного стока и объемного истока в модели MOSFET разделены на три части: обедняющая емкость переходов, которая состоит из площади и боковой части и диффузионной емкости.

Диффузионные емкости переходов объемный сток и объемный исток определяются временем прохождения миноритарных сборов через соединение.

Хранение заряда в MOSFET состоит из емкостей, связанных с паразиты и внутреннее устройство. Паразитные емкости состоят из трех постоянных емкостей перекрытия. Собственные емкости состоят из нелинейной емкости тонкого оксида, которая распределена между затворными, сливными, истоковыми и насыпными регионами.Ворота MOS емкости, как нелинейная функция напряжений на клеммах, равны моделируется кусочно-линейной моделью Дж. Э. Мейера [15].

Зависимые от смещения емкости оксида затвора распределяются в соответствии с Модель Мейера [15] выглядит следующим образом.

• области отсечения:
  • 
    
• область насыщения:
  

с

В инверсном режиме работы и должен быть поменяется, меняет знак, то приведенные выше формулы могут быть тоже применяется.

Постоянные емкости перекрытия вычисляются следующим образом.

С помощью этих определений можно сформировать слабый сигнал Матрица Y-параметров внутреннего полевого МОП-транзистора в действующем точка, которая может быть преобразована в S-параметры.

с

Тепловой шум, создаваемый внешними резисторами, и характеризуется следующей спектральной плотностью.

Канальный и фликкер-шум, создаваемый крутизной по постоянному току а ток от стока к истоку характеризуется спектральным плотность

Матрица корреляции шумового тока (представление проводимости) собственный МОП-транзистор может быть выражен как

Это матричное представление легко преобразовать в шумовую волну. представление если S-параметр слабого сигнала матрица известна.

Температура влияет на некоторые параметры модели МОП, которые обновляются. согласно новой температуре. Эталонная температура в следующие уравнения обозначают номинальную температуру определяется моделью МОП-транзистора. Температурная зависимость и определяется

Влияние температуры на и моделируется

где зависимость уже описана в раздел 10.2.4 на стр. В температурная зависимость“ и есть описывается следующими соотношениями

Температурная зависимость определяется соотношением

Аналогичная зависимость имеет место для.

Динамический характер параметров переноса заряда в неупорядоченных органических полупроводниковых полевых транзисторах

Динамический характер параметров переноса заряда в неупорядоченных органических полупроводниковых полевых транзисторах

В этой перспективной статье мы обсуждаем динамическую нестабильность транспорта носителей заряда в ряде популярных органических полупроводников.Мы наблюдаем, что во многих случаях подвижность полевого эффекта, важный параметр, используемый для характеристики характеристик органических полевых транзисторов (OFET), сильно зависит от скорости развертки напряжения затвора во время измерения. Некоторые молекулярные системы настолько динамичны, что их номинальная подвижность может варьироваться более чем на один порядок, в зависимости от того, как быстро выполняются измерения, что делает бессмысленным присвоение одного значения подвижности устройствам. Похоже, что дисперсионный транспорт в OFET на основе неупорядоченных полупроводников с высокой плотностью локализованных состояний ловушек, распределенных в широком диапазоне энергий, ответственен за зависимость номинальной подвижности от скорости развертки напряжения затвора.Мы сравниваем такую ​​зависимость от скорости в различных материалах и в разных архитектурах устройств, включая монокристаллические OFET-транзисторы и монокристаллы с преобладанием ловушек, а также поликристаллические тонкопленочные OFET-транзисторы, обработанные в растворе. Первостепенное значение, придаваемое единственному значению мобильности в сообществе органической электроники, и практическая важность OFET для приложений, таким образом, наводят на мысль, что такая проблема, ранее либо игнорировавшаяся, либо игнорируемая, на самом деле является очень важным моментом, который следует учитывать при проведении фундаментальных исследований подвижность носителей заряда в органических полупроводниках или разработка прикладных схем с органическими полупроводниками.

У вас есть доступ к этой статье