Os transistores de efeito de campo são diferentes dos transistores bipolares porque operam apenas com um dos elétrons ou lacunas. De acordo com a estrutura e o princípio, pode ser dividido em:
. Tubo de efeito de campo de junção
. Tubo de efeito de campo tipo MOS
1. Junção FET (junção FET)
1) Princípio
Conforme mostrado na figura, o transistor de efeito de campo de junção do canal N tem uma estrutura na qual o semicondutor do tipo N é preso de ambos os lados pela porta do semicondutor do tipo P. A área de depleção gerada quando uma tensão reversa é aplicada à junção PN é usada para controle de corrente.
Quando uma tensão DC é aplicada a ambas as extremidades da região do cristal do tipo N, os elétrons fluem da fonte para o dreno. A largura do canal através do qual os elétrons passam é determinada pela região do tipo P difundida de ambos os lados e a voltagem negativa aplicada a essa região.
Quando a tensão de porta negativa é reforçada, a área de depleção da junção PN se estende para o canal e a largura do canal é reduzida. Portanto, a corrente fonte-dreno pode ser controlada pela tensão do eletrodo da porta.
2) Usar
Mesmo que a tensão do gate seja zero, há fluxo de corrente, por isso é usado para fontes de corrente constante ou para amplificadores de áudio devido ao baixo ruído.
2. Tubo de efeito de campo do tipo MOS
1) Princípio
Mesmo na estrutura (estrutura MOS) do metal (M) e do semicondutor (S) ensanduichando o filme de óxido (O), se uma voltagem for aplicada entre o (M) e o semicondutor (S), uma camada de depleção pode ser gerado. Além disso, quando uma voltagem mais alta é aplicada, elétrons ou buracos podem ser acumulados sob o filme de oxigênio para formar uma camada de inversão. O MOSFET é usado como um switch.
No diagrama de princípio de operação, se a tensão da porta for zero, a junção PN desconectará a corrente, de forma que a corrente não flua entre a fonte e o dreno. Se uma voltagem positiva for aplicada à porta, os orifícios do semicondutor do tipo P serão expelidos do filme de óxido - a superfície do semicondutor do tipo P sob a porta para formar uma camada de depleção. Além disso, se a tensão da porta aumentar novamente, os elétrons serão atraídos para a superfície para formar uma camada de inversão mais fina do tipo N, de modo que o pino da fonte (tipo N) e o dreno (tipo N) sejam conectados, permitindo a corrente Fluir .
2) Usar
Por causa de sua estrutura simples, velocidade rápida, unidade de porta simples, forte poder destrutivo e outras características, e o uso de tecnologia de microfabricação, pode melhorar diretamente o desempenho, por isso é amplamente utilizado em dispositivos de alta frequência de dispositivos básicos LSI a dispositivos de energia (dispositivos de controle de energia) e outros campos.
3. Tubo utilitário de campo comum
1) Tubo de efeito de campo MOS
Ou seja, o tubo de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor, a abreviatura em inglês é MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor
Transistor de efeito de campo), que é um tipo de porta isolada. Sua principal característica é que existe uma camada isolante de dióxido de silício entre a porta de metal e o canal, por isso tem uma resistência de entrada muito alta (mais alta até 1015Ω). Também é dividido em tubo de canal N e tubo de canal P, o símbolo é mostrado na Figura 1. Normalmente, o substrato (substrato) e a fonte S estão conectados juntos. De acordo com os diferentes modos de condução, o MOSFET é dividido em tipo de aprimoramento,
Tipo de esgotamento. O chamado tipo aprimorado se refere a: quando VGS = 0, o tubo está em um estado desligado e, após adicionar o VGS correto, a maioria dos portadores são atraídos para o portão, "realçando" assim os portadores nesta área e formando um canal condutor.
O tipo de esgotamento significa que quando VGS = 0, um canal é formado, e quando o VGS correto é adicionado, a maioria dos portadores pode fluir para fora do canal, assim "esgotando" os portadores e desligando o tubo.
Tomando o canal N como exemplo, ele é feito em um substrato de silício tipo P com duas regiões de difusão de fonte N + e regiões de difusão de dreno N + com uma alta concentração de dopagem, e então a fonte S e o dreno D são retirados, respectivamente. O eletrodo fonte e o substrato são conectados internamente, e os dois sempre mantêm o mesmo eletrodo
Pedaço. A direção frontal no símbolo da Figura 1 (a) é de fora para a eletricidade, o que significa do material tipo P (substrato) para o canal tipo N. Quando o dreno é conectado ao pólo positivo da fonte de alimentação, a fonte é conectada ao pólo negativo da fonte de alimentação e VGS = 0, a corrente do canal (ou seja, a corrente de dreno
Stream) ID = 0. Com o aumento gradual do VGS, atraído pela tensão positiva da porta, portadoras minoritárias carregadas negativamente são induzidas entre as duas regiões de difusão, formando um canal tipo N do dreno à fonte. Quando VGS é maior que o tubo de Quando a tensão de ativação VTN (geralmente cerca de + 2V), o tubo do canal N começa a conduzir, formando um ID de corrente de dreno.
O tubo de efeito de campo MOS é mais "estridente". Isso ocorre porque sua resistência de entrada é muito alta e a capacitância entre o portão e a fonte é muito pequena, e é muito suscetível a ser carregada pelo campo eletromagnético externo ou indução eletrostática, e uma pequena quantidade de carga pode ser formada no a capacitância entre os eletrodos.
Para uma tensão muito alta (U = Q / C), o tubo será danificado. Portanto, os pinos são trançados juntos na fábrica, ou instalados em folha de metal, de forma que o pólo G e o pólo S tenham o mesmo potencial para evitar o acúmulo de carga estática. Quando o tubo não estiver em uso, use todos os fios. Os fios também devem ser colocados em curto. Seja extremamente cuidadoso ao medir e tome as medidas antiestáticas correspondentes.
2) Método de detecção do tubo de efeito de campo MOS
(1). Preparativos Antes de medir, faça um curto-circuito no corpo humano ao aterramento antes de tocar nos pinos do MOSFET. É melhor conectar um fio ao pulso para conectar com a terra, de modo que o corpo humano e a terra mantenham uma equipotencial. Separe os pinos novamente e remova os fios.
(2) Eletrodo de determinação
Defina o multímetro para a engrenagem R × 100 e primeiro determine a grade. Se a resistência de um pino e de outros pinos for infinita, isso prova que este pino é a grade G. Troque os cabos de teste para medir novamente, o valor da resistência entre SD deve ser de várias centenas de ohms a vários milhares
Oh, onde o valor da resistência é menor, o cabo de teste preto é conectado ao pólo D e o cabo de teste vermelho é conectado ao pólo S. Para os produtos da série 3SK produzidos no Japão, o pólo S é conectado ao casco, por isso é fácil determinar o pólo S.
(3). Verifique a capacidade de amplificação (transcondutância)
Pendure o pólo G no ar, conecte o cabo de teste preto ao pólo D e o cabo de teste vermelho ao pólo S e, em seguida, toque no pólo G com o dedo, a agulha deve ter uma deflexão maior. O transistor de efeito de campo MOS de porta dupla tem duas portas G1 e G2. Para distingui-lo, você pode tocá-lo com as mãos
Pólos G1 e G2, o pólo G2 é aquele com maior deflexão do ponteiro do relógio para a esquerda. No momento, alguns tubos MOSFET têm diodos de proteção adicionados entre os pólos GS e não há necessidade de curto-circuito em cada pino.
3) Precauções para o uso de transistores de efeito de campo MOS.
Os transistores de efeito de campo MOS devem ser classificados quando são usados e não podem ser trocados à vontade. Os transistores de efeito de campo MOS são facilmente quebrados por eletricidade estática devido à sua alta impedância de entrada (incluindo circuitos integrados MOS). Preste atenção às seguintes regras ao usá-los:
Os dispositivos MOS são geralmente embalados em sacos plásticos de espuma condutora preta quando saem da fábrica. Não os embale em um saco plástico sozinho. Você também pode usar fios de cobre finos para conectar os pinos entre si ou envolvê-los em folha de estanho
O dispositivo MOS retirado não pode deslizar na placa de plástico e uma placa de metal é usada para segurar o dispositivo a ser usado.
O ferro de solda deve estar bem aterrado.
Antes da soldagem, a linha de alimentação da placa de circuito deve ser curto-circuitada com a linha de aterramento e, em seguida, o dispositivo MOS deve ser separado após a conclusão da soldagem.
A sequência de soldagem de cada pino do dispositivo MOS é dreno, fonte e porta. Ao desmontar a máquina, a sequência é invertida.
Antes de instalar a placa de circuito, use uma braçadeira de fio terra para tocar os terminais da máquina e, em seguida, conecte a placa de circuito.
A porta do transistor de efeito de campo MOS é preferencialmente conectada a um diodo de proteção quando permitido. Ao revisar o circuito, preste atenção para verificar se o diodo de proteção original está danificado.
4) Tubo de efeito de campo VMOS
O tubo de efeito de campo VMOS (VMOSFET) é abreviado como tubo VMOS ou tubo de efeito de campo de potência e seu nome completo é tubo de efeito de campo V-groove MOS. É um interruptor de alimentação de alta eficiência recentemente desenvolvido após MOSFET
Peças. Ele não apenas herda a alta impedância de entrada do tubo de efeito de campo MOS (≥108W), pequena corrente de acionamento (cerca de 0.1μA), mas também tem alta tensão suportável (até 1200V) e grande corrente de trabalho
(1.5A ～ 100A), alta potência de saída (1 ～ 250W), boa linearidade de transcondutância, velocidade de comutação rápida e outras características excelentes. É precisamente porque combina as vantagens dos tubos de elétrons e transistores de potência em um, então a tensão
Amplificadores (amplificação de voltagem de até vários milhares de vezes), amplificadores de potência, fontes de alimentação de comutação e inversores estão sendo amplamente utilizados.
Como todos sabemos, a porta, a fonte e o dreno de um transistor de efeito de campo MOS tradicional estão em um chip onde a porta, a fonte e o dreno estão aproximadamente no mesmo plano horizontal e sua corrente de trabalho basicamente flui na direção horizontal. O tubo VMOS é diferente, na imagem inferior esquerda você pode
Duas características estruturais principais podem ser vistas: primeiro, a porta de metal adota uma estrutura com ranhura em V; segundo, ele tem condutividade vertical. Uma vez que o dreno é retirado da parte de trás do chip, o ID não flui horizontalmente ao longo do chip, mas é fortemente dopado com N +
Começando na região (fonte S), ele flui para a região de deriva N levemente dopada através do canal P e, finalmente, atinge o dreno D verticalmente para baixo. A direção da corrente é mostrada pela seta na figura, porque a área da seção transversal do fluxo é aumentada, de modo que uma grande corrente pode passar. Porque no portão
Há uma camada isolante de dióxido de silício entre o pólo e o chip, então ainda é um transistor de efeito de campo MOS de porta isolada.
Os principais fabricantes nacionais de transistores de efeito de campo VMOS incluem 877 Factory, Tianjin Semiconductor Device Fourth Factory, Hangzhou Electron Tube Factory, etc. Os produtos típicos incluem VN401, VN672, VMPT2, etc.
5) Método de detecção do tubo de efeito de campo VMOS
(1). Determine a grade G. Defina o multímetro na posição R × 1k para medir a resistência entre os três pinos. Se for verificado que a resistência de um pino e de seus dois pinos é infinita, e ainda é infinita após a troca dos cabos de teste, fica provado que este pino é o pólo G, porque está isolado dos outros dois pinos.
(2) Determinação da fonte S e dreno D Como pode ser visto na Figura 1, existe uma junção PN entre a fonte e o dreno. Portanto, de acordo com a diferença na resistência direta e reversa da junção PN, o pólo S e o pólo D podem ser identificados. Use o método da caneta do medidor de troca para medir a resistência duas vezes, e aquele com o valor de resistência mais baixo (geralmente de vários milhares a dez mil ohms) é a resistência direta. Neste momento, o cabo de teste preto é o pólo S e o vermelho está conectado ao pólo D.
(3). Meça a resistência no estado da fonte de drenagem RDS (ligada) para curto-circuitar o pólo GS. Escolha a marcha R × 1 do multímetro. Conecte o cabo de teste preto ao pólo S e o cabo de teste vermelho ao pólo D. A resistência deve ser de alguns ohms a mais de dez ohms.
Devido a diferentes condições de teste, o valor RDS (ligado) medido é maior do que o valor típico fornecido no manual. Por exemplo, um tubo VMOS IRFPC50 é medido com um arquivo R × 500 de multímetro tipo 1, RDS
(Ligado) = 3.2 W, maior que 0.58 W (valor típico).
(4). Verifique a transcondutância. Coloque o multímetro na posição R × 1k (ou R × 100). Conecte o cabo de teste vermelho ao pólo S e o cabo de teste preto ao pólo D. Segure uma chave de fenda para tocar na grade. A agulha deve desviar significativamente. Quanto maior for a deflexão, maior será a deflexão do tubo. Quanto maior a transcondutância.
6) Assuntos que precisam de atenção:
Os tubos VMOS também são divididos em tubos de canal N e tubos de canal P, mas a maioria dos produtos são tubos de canal N. Para tubos de canal P, a posição dos cabos de teste deve ser trocada durante a medição.
Existem alguns tubos VMOS com diodos de proteção entre GS, os itens 1 e 2 neste método de detecção não são mais aplicáveis.
Atualmente, também existe no mercado um módulo de potência de válvula VMOS, que é especialmente utilizado para controladores de velocidade de motores CA e inversores. Por exemplo, o módulo IRFT001 produzido pela empresa americana IR tem três tubos N-channel e P-channel no interior, formando uma estrutura de ponte trifásica.
Os produtos da série VNF (canal N) no mercado são transistores de efeito de campo de potência de ultra-alta frequência produzidos pela Supertex nos Estados Unidos. Sua frequência operacional mais alta é fp = 120 MHz, IDSM = 1A, PDM = 30W, transcondutância de baixa frequência de sinal pequeno de fonte comum gm = 2000μS. É adequado para circuitos de comutação de alta velocidade e equipamentos de transmissão e comunicação.
Ao usar um tubo VMOS, um dissipador de calor adequado deve ser adicionado. Tomando VNF306 como exemplo, a potência máxima pode chegar a 30 W após a instalação de um radiador de 140 × 140 × 4 (mm).
7) Comparação do tubo de efeito de campo e transistor
O tubo de efeito de campo é o elemento de controle de tensão e o transistor é o elemento de controle de corrente. Ao permitir apenas que menos corrente seja consumida da fonte do sinal, um FET deve ser usado; e quando a tensão do sinal é baixa e permite que mais corrente seja retirada da fonte do sinal, um transistor deve ser usado.
O transistor de efeito de campo usa portadores majoritários para conduzir eletricidade, por isso é chamado de dispositivo unipolar, enquanto o transistor possui portadores majoritários e portadores minoritários para conduzir eletricidade. É chamado de dispositivo bipolar.
A fonte e o dreno de alguns transistores de efeito de campo podem ser usados alternadamente, e a tensão da porta também pode ser positiva ou negativa, o que é mais flexível do que os transistores.
O tubo de efeito de campo pode funcionar sob corrente muito pequena e voltagem muito baixa, e seu processo de fabricação pode facilmente integrar muitos tubos de efeito de campo em um chip de silício, portanto, o tubo de efeito de campo tem sido usado em circuitos integrados de grande escala. Vasta gama de aplicações.
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Como distante (long) a tampa do transmissor?
A faixa de transmissão depende de muitos fatores. A distância real baseia-se na altura da antena de instalar, o ganho da antena, usando ambiente como a construção e outras obstruções, a sensibilidade do receptor, a antena do receptor. Instalação de antena mais alta e usando no campo, a distância vai muito mais longe.
EXEMPLO 5W FM Transmitter usar na cidade e cidade natal:
Eu tenho um uso do cliente 5W transmissor FM EUA com antena GP em sua cidade natal, e ele testá-lo com um carro, cobrir 10km (6.21mile).
I testar o transmissor FM 5W com antena GP na minha cidade natal, que cobrem cerca de 2km (1.24mile).
I testar o transmissor FM 5W com antena GP na cidade de Guangzhou, que abrangem cerca de única 300meter (984ft).
Abaixo estão o intervalo aproximado de diferentes transmissores de energia FM. (O intervalo é de diâmetro)
0.1W ~ 5W Transmissor FM: 100M ~ 1KM
5W ~ 15W FM Ttransmitter: 1KM ~ 3KM
15W ~ 80W Transmissor FM: 3KM ~ 10KM
80W ~ 500W Transmissor FM: 10KM ~ 30KM
500W ~ 1000W Transmissor FM: 30KM ~ 50KM
1KW ~ 2KW Transmissor FM: 50KM ~ 100KM
2KW ~ 5KW Transmissor FM: 100KM ~ 150KM
5KW ~ 10KW Transmissor FM: 150KM ~ 200KM
Como contactar-nos para o transmissor?
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