Какво напрежение е необходимо за включване на транзистора?

1, Определение на напрежението на включване за транзистори
Напрежението при включване на транзистора накратко се отнася до минималната стойност на напрежението, необходима за преминаване на транзистора от изключено състояние към включено състояние. Дефинирането и методът на измерване на напрежението при включване за различни типове транзистори, като биполярни транзистори (BJT) и транзистори с полеви ефекти (FET), са малко по-различни.
Биполярен преходен транзистор (BJT): В BJT напрежението на включване обикновено се отнася до момента, в който напрежението на базовия емитер (Vbe) достигне определена критична стойност, при която транзисторът започва да провежда. Тази критична стойност зависи от материала и производствения процес на транзистора, обикновено между 0.6V и 0.7V (за базирани на силиций BJT), но може също да варира в зависимост от конкретния модел.
Транзистор с полеви ефекти (FET): Напрежението при включване на FET се отнася до конкретна стойност, която напрежението на източника на порта (Vgs) трябва да достигне, за да може каналът да започне да се формира или укрепва, като по този начин кара FET да премине от изключено състояние във включено състояние. Тази стойност обикновено се нарича прагово напрежение (Vth) и нейната величина също се влияе от типа FET (като N-канал или P-канал), материала (като силиций или галиев арсенид) и производствения процес.
2, Фактори, влияещи върху напрежението на включване на транзисторите
Напрежението при включване на транзистора не е фиксирано и се влияе от различни фактори
Температура: С повишаването на температурата концентрацията на присъщите носители на полупроводниковите материали се увеличава, което води до промяна в напрежението при включване на транзисторите. Най-общо казано, напрежението на включване на BJT леко ще намалее с повишаване на температурата, докато праговото напрежение на FET може да се повиши или спадне в зависимост от типа и производствения процес на FET.
Производствен процес: Различните производствени процеси могат да причинят промени в геометричните размери, концентрацията на допинг и други параметри на транзисторите, като по този начин повлияят на тяхното напрежение при включване. С непрекъснатия напредък на полупроводниковата технология напрежението при включване на транзисторите също непрекъснато намалява, за да отговори на изискванията за висока производителност и ниска консумация на енергия.
Материали: В допълнение към силиция, други материали като галиев арсенид, силициев карбид и др. се използват за производството на транзистори. Тези материали имат различни физични и химични свойства, които също могат да повлияят на напрежението при включване на транзисторите.
3, Метод за измерване на напрежението при включване на транзистори
Измерването на напрежението при включване на транзисторите изисква използването на професионално оборудване за изпитване, като анализатори на параметри на полупроводници или осцилоскопи. Ето опростен пример за стъпка на измерване (използвайки N-канален MOSFET като пример):
Свържете дренажа (D) на MOSFET към положителния полюс на захранването и източника (S) към отрицателния полюс на захранването, за да образувате канал за източник на дренаж.
Приложете постепенно нарастващо напрежение (Vgs) към гейта (G), като използвате генератор на сигнали или източник на напрежение.
Междувременно използвайте амперметър, за да наблюдавате промените в тока на изтичане (Id). Когато Id започне значително да се увеличава (обикновено достигайки предварително зададен прагов ток), съответното Vgs е праговото напрежение (Vth) на MOSFET.
Трябва да се отбележи, че поради различни грешки и несигурности в процеса на измерване (като контактно съпротивление, температурен дрейф и т.н.), действително измереното напрежение на отваряне може да има известно отклонение от теоретичната стойност или номиналната стойност в ръководството за данни.
4, Значението на напрежението при включване на транзистора в практическите приложения
Напрежението при включване на транзисторите има значително влияние върху дизайна на веригата и оптимизирането на производителността. Например, в цифровите схеми, за да се осигури правилното превключване на логическите порти и да се намали консумацията на енергия, е необходимо прецизно да се контролира напрежението на включване на транзисторите. В допълнение, в аналоговите схеми напрежението на включване на транзисторите също определя ключови параметри като усилване на веригата и честотна лента. Ето защо при проектирането и производството на транзистори е необходимо да се вземат предвид напълно характеристиките и изискванията на тяхното напрежение на включване.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html