Care este tensiunea necesară pentru a porni tranzistorul?

1, Definiția tensiunii de pornire pentru tranzistori
Tensiunea de pornire a unui tranzistor, pe scurt, se referă la valoarea minimă a tensiunii necesare pentru a trece tranzistorul de la starea oprită la starea pornit. Definiția și metoda de măsurare a tensiunii de pornire pentru diferite tipuri de tranzistoare, cum ar fi tranzistoarele cu joncțiune bipolară (BJT) și tranzistoarele cu efect de câmp (FET), sunt ușor diferite.
Tranzistor de joncțiune bipolară (BJT): În BJT, tensiunea de pornire se referă de obicei la momentul în care tensiunea emițătorului de bază (Vbe) atinge o anumită valoare critică, la care tranzistorul începe să conducă. Această valoare critică depinde de materialul și procesul de fabricație al tranzistorului, în general între 0.6V și 0.7V (pentru BJT-uri pe bază de siliciu), dar poate varia și în funcție de modelul specific.
Tranzistor cu efect de câmp (FET): Tensiunea de pornire a unui FET se referă la o valoare specifică pe care trebuie să o atingă tensiunea sursei de poartă (Vgs) pentru ca canalul să înceapă să se formeze sau să se întărească, determinând astfel tranziția FET de la starea off la starea on. Această valoare este denumită în mod obișnuit tensiunea de prag (Vth), iar magnitudinea sa este influențată și de tipul FET (cum ar fi canalul N sau canalul P), materialul (cum ar fi arseniura de siliciu sau galiu) și procesul de fabricație.
2, Factori care afectează tensiunea de pornire a tranzistoarelor
Tensiunea de pornire a unui tranzistor nu este fixă ​​și este influențată de diverși factori
Temperatura: Pe măsură ce temperatura crește, concentrația purtătorului intrinseci a materialelor semiconductoare crește, provocând o modificare a tensiunii de pornire a tranzistoarelor. În general, tensiunea de pornire a BJT va scădea ușor odată cu creșterea temperaturii, în timp ce tensiunea de prag a FET poate crește sau scădea, în funcție de tipul și procesul de fabricație al FET.
Procesul de fabricație: diferitele procese de fabricație pot provoca modificări ale dimensiunilor geometrice, concentrației de dopaj și alți parametri ai tranzistorilor, afectând astfel tensiunea de pornire a acestora. Odată cu progresul continuu al tehnologiei semiconductoare, tensiunea de pornire a tranzistorilor scade constant pentru a îndeplini cerințele de înaltă performanță și consum redus de energie.
Materiale: Pe lângă siliciu, pentru fabricarea tranzistoarelor se folosesc și alte materiale precum arseniura de galiu, carbura de siliciu etc. Aceste materiale au proprietăți fizice și chimice diferite, care pot afecta și tensiunea de pornire a tranzistorilor.
3, Metodă de măsurare a tensiunii de pornire a tranzistoarelor
Măsurarea tensiunii de pornire a tranzistoarelor necesită utilizarea unor echipamente profesionale de testare, cum ar fi analizoare de parametri a semiconductorilor sau osciloscoape. Iată un exemplu de pas de măsurare simplificat (folosind MOSFET cu canal N ca exemplu):
Conectați drenul (D) al MOSFET-ului la polul pozitiv al sursei de alimentare și sursa (S) la polul negativ al sursei de alimentare pentru a forma un canal sursă de scurgere.
Aplicați o tensiune care crește treptat (Vgs) porții (G) folosind un generator de semnal sau o sursă de tensiune.
Între timp, utilizați un ampermetru pentru a monitoriza modificările curentului de scurgere (Id). Când Id începe să crească semnificativ (atingând, de obicei, un curent de prag prestabilit), Vgs corespunzătoare este tensiunea de prag (Vth) a MOSFET-ului.
Trebuie remarcat faptul că, din cauza diferitelor erori și incertitudini în procesul de măsurare (cum ar fi rezistența de contact, deviația de temperatură etc.), tensiunea de deschidere măsurată efectivă poate avea o oarecare abatere de la valoarea teoretică sau valoarea nominală din manualul de date.
4, Importanța tensiunii de pornire a tranzistorului în aplicații practice
Tensiunea de pornire a tranzistorilor are un impact semnificativ asupra designului circuitului și optimizarea performanței. De exemplu, în circuitele digitale, pentru a asigura comutarea corectă a porților logice și a reduce consumul de energie, este necesar să se controleze cu precizie tensiunea de pornire a tranzistoarelor. În plus, în circuitele analogice, tensiunea de pornire a tranzistoarelor determină și parametri cheie, cum ar fi câștigul circuitului și lățimea de bandă. Prin urmare, la proiectarea și fabricarea tranzistoarelor, este necesar să se ia în considerare pe deplin caracteristicile și cerințele tensiunii lor de pornire.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html