Wśród tranzystorów, to właśnie tranzystory polowe, inaczej określane jako tranzystory unipolarne, są aktualnie najczęściej spotykane. Ich zasada stosowania i działania jest prostsza niż w przypadku tranzystorów bipolarnych. Jak wygląda charakterystyka tranzystora polowego, jakie są jego rodzaje i zastosowanie?
Charakterystyka tranzystora polowego
Wszystkie tranzystory to elementy umożliwiające sterowanie przepływem ładunku elektrycznego. W przeciwieństwie jednak do tranzystorów bipolarnych, tranzystory polowe robią to za pomocą pola elektromagnetycznego, a nie słabo domieszkowanej warstwy (bazy), znajdującej się pomiędzy emiterem a kolektorem. Pole to wytwarzane jest przez napięcie doprowadzone do bramki, która pełni tutaj funkcję identyczną, jak baza w tranzystorach bipolarnych.
Rolę domieszkowanego półprzewodnika pełni tutaj kryształ. Napięcie przyłożone do bramki wywołuje w nim dodatkowe pole elektromagnetyczne. A ono z kolei zmienia efektywny przekrój kanału, którym płynie prąd. W ten sposób powstaje zmiana oporu dren-źródło.
Tranzystory polowe charakteryzują się zatem brakiem przewodzących złącz, do bramki ani nie wpływa, ani nie wypływa prąd, co daje dużą wartość rezystencji wejściowej (liczoną w megaomach). Jest to nieoceniona cecha, zwłaszcza przy zastosowaniu tranzystorów unipolarnych w przełącznikach analogowych.
Tranzystory polowe symbole i nazwy elektrod:
- G – bramka (ang. gate)
- D – dren (ang. drain)
- S – źródło (ang. source)
Przy czym tranzystory polowe typu MOSFET (tranzystory ze złączem metal-tlenek-półprzewodnik), w przeciwieństwie do tranzystorów polowych typu JEFT (tranzystory ze złączem p-n), posiadają jeszcze jedną elektrodę B – tzw. podłoże (ang. bulk).
Rodzaje tranzystorów polowych
Klasyfikacja tranzystorów polowych obejmuje aż 6 typów elementów, z czego tylko 5 z nich znajdują zastosowanie praktyczne. Podstawowy podział to tranzystory polowe:
- złączowe (JFET)
- z izolowaną bramką (IGFET)
Tranzystory polowe złączowe dzielą się na tranzystory ze złączem m-s (MSFET) i ze złączem PN (PNFET). Natomiast tranzystory polowe z bramką dzielą się na cienkowarstwowe (FTF) i typu MOS (MOSFET), które dzielą się zaś na tranzystory z kanałem zubożanym i z kanałem wzbogaconym.
Tranzystor polowy – zastosowanie
Do najczęściej stosowanych obecnie tranzystorów polowych należą tranzystory MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Dzięki ich budowie i zasadzie działania możliwe jest bezpośrednie łączenie wielu tranzystorów w sposób równoległy, co pozwala na budowanie skomplikowanych i wieloelementowych układów scalonych o niewielkich rozmiarach.
Odznaczają się one bardzo małym zapotrzebowaniem na prąd. Dlatego świetnie sprawdzają się jako przełączniki i wzmacniacze oraz w układach zasilanych niskim napięciem. A jednym z najpopularniejszych zastosowań są nowoczesne technologie cyfrowe, czyli układy pamięci, mikroprocesory i bramki CMOS.
W ogólnym ujęciu tranzystory polowe mogą być stosowane jako rezystory sterowania napięciem, wyłączniki analogowe, a także wzmacniacze w tym różnicowe oraz małej częstotliwości. Tranzystory polowe w zależności od konkretnego typu doskonale sprawdzają się zarówno w analogowych, jak i w cyfrowych układach scalonych.
Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy