Ποια είναι η τάση που απαιτείται για την ενεργοποίηση του τρανζίστορ;

1, Ορισμός της τάσης ενεργοποίησης για τρανζίστορ
Η τάση ενεργοποίησης ενός τρανζίστορ, εν συντομία, αναφέρεται στην ελάχιστη τιμή τάσης που απαιτείται για τη μετάβαση του τρανζίστορ από την κατάσταση απενεργοποίησης στην κατάσταση ενεργοποίησης. Ο ορισμός και η μέθοδος μέτρησης της τάσης ενεργοποίησης για διαφορετικούς τύπους τρανζίστορ, όπως τα τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης (BJT) και τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (FET), είναι ελαφρώς διαφορετικοί.
Τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης (BJT): Στο BJT, η τάση ενεργοποίησης αναφέρεται συνήθως στη στιγμή που η τάση εκπομπού βάσης (Vbe) φτάνει σε μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, στην οποία το τρανζίστορ αρχίζει να αγώγει. Αυτή η κρίσιμη τιμή εξαρτάται από το υλικό και τη διαδικασία κατασκευής του τρανζίστορ, γενικά μεταξύ 0.6V και 0.7V (για BJT με βάση το πυρίτιο), αλλά μπορεί επίσης να διαφέρει ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο.
Τρανζίστορ εφέ πεδίου (FET): Η τάση ενεργοποίησης ενός FET αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη τιμή που πρέπει να φτάσει η τάση της πηγής πύλης (Vgs) προκειμένου το κανάλι να αρχίσει να σχηματίζεται ή να ενισχύεται, προκαλώντας έτσι τη μετάβαση του FET από το εκτός κατάστασης στην κατάσταση ενεργοποίησης. Αυτή η τιμή αναφέρεται συνήθως ως τάση κατωφλίου (Vth) και το μέγεθός της επηρεάζεται επίσης από τον τύπο FET (όπως το κανάλι N ή το κανάλι P), το υλικό (όπως το αρσενίδιο του πυριτίου ή του γαλλίου) και τη διαδικασία κατασκευής.
2, Παράγοντες που επηρεάζουν την τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ
Η τάση ενεργοποίησης ενός τρανζίστορ δεν είναι σταθερή και επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες
Θερμοκρασία: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται η εγγενής συγκέντρωση φέροντος υλικών ημιαγωγών, προκαλώντας αλλαγή στην τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ. Σε γενικές γραμμές, η τάση ενεργοποίησης του BJT θα μειωθεί ελαφρώς με την αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ η τάση κατωφλίου του FET μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί, ανάλογα με τον τύπο και τη διαδικασία κατασκευής του FET.
Διαδικασία κατασκευής: Διαφορετικές διαδικασίες κατασκευής μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στις γεωμετρικές διαστάσεις, τη συγκέντρωση ντόπινγκ και άλλες παραμέτρους των τρανζίστορ, επηρεάζοντας έτσι την τάση ενεργοποίησης τους. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας ημιαγωγών, η τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ επίσης μειώνεται συνεχώς για να καλύψει τις απαιτήσεις υψηλής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας.
Υλικά: Εκτός από το πυρίτιο, άλλα υλικά όπως το αρσενίδιο του γαλλίου, το καρβίδιο του πυριτίου κ.λπ. χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τρανζίστορ. Αυτά τα υλικά έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν επίσης να επηρεάσουν την τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ.
3, Μέθοδος μέτρησης της τάσης ενεργοποίησης των τρανζίστορ
Η μέτρηση της τάσης ενεργοποίησης των τρανζίστορ απαιτεί τη χρήση επαγγελματικού εξοπλισμού δοκιμών, όπως αναλυτές παραμέτρων ημιαγωγών ή παλμογράφους. Ακολουθεί ένα απλοποιημένο παράδειγμα βήματος μέτρησης (χρησιμοποιώντας το MOSFET N-καναλιού ως παράδειγμα):
Συνδέστε την αποστράγγιση (D) του MOSFET στον θετικό πόλο του τροφοδοτικού και την πηγή (S) στον αρνητικό πόλο του τροφοδοτικού για να σχηματίσετε ένα κανάλι πηγής αποστράγγισης.
Εφαρμόστε μια σταδιακά αυξανόμενη τάση (Vgs) στην πύλη (G) χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια σήματος ή μια πηγή τάσης.
Εν τω μεταξύ, χρησιμοποιήστε ένα αμπερόμετρο για να παρακολουθήσετε τις αλλαγές στο ρεύμα αποστράγγισης (Id). Όταν το Id αρχίζει να αυξάνεται σημαντικά (συνήθως φτάνει σε ένα προκαθορισμένο ρεύμα κατωφλίου), το αντίστοιχο Vgs είναι η οριακή τάση (Vth) του MOSFET.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι λόγω διαφόρων σφαλμάτων και αβεβαιοτήτων στη διαδικασία μέτρησης (όπως αντίσταση επαφής, μετατόπιση θερμοκρασίας κ.λπ.), η πραγματική μετρούμενη τάση ανοίγματος μπορεί να έχει κάποια απόκλιση από τη θεωρητική τιμή ή την ονομαστική τιμή στο εγχειρίδιο δεδομένων.
4, Η σημασία της τάσης ενεργοποίησης τρανζίστορ σε πρακτικές εφαρμογές
Η τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ έχει σημαντικό αντίκτυπο στον σχεδιασμό του κυκλώματος και στη βελτιστοποίηση της απόδοσης. Για παράδειγμα, στα ψηφιακά κυκλώματα, για να εξασφαλιστεί η σωστή εναλλαγή των λογικών πυλών και να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας, είναι απαραίτητος ο ακριβής έλεγχος της τάσης ενεργοποίησης των τρανζίστορ. Επιπλέον, στα αναλογικά κυκλώματα, η τάση ενεργοποίησης των τρανζίστορ καθορίζει επίσης βασικές παραμέτρους όπως το κέρδος κυκλώματος και το εύρος ζώνης. Επομένως, κατά το σχεδιασμό και την κατασκευή τρανζίστορ, είναι απαραίτητο να λαμβάνονται πλήρως υπόψη τα χαρακτηριστικά και οι απαιτήσεις της τάσης ενεργοποίησης τους.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html