전계 효과 트랜지스터 클러스터

전계 효과 트랜지스터 또는 FET는 출력 전류가 전기장에 의해 제어되는 트랜지스터입니다. FET는 단일 캐리어 유형 작동을 포함하므로 유니 폴라 트랜지스터라고도합니다. 기본 유형의 FET 트랜지스터는 BJT와 완전히 다릅니다. 트랜지스터 기초 . FET는 소스, 드레인 및 게이트 단자가있는 3 단자 반도체 장치입니다.

“변류기란 무엇인가 ”

전하는 전자 또는 정공이며, 소스에서 활성 채널을 통해 배출됩니다. 소스에서 드레인으로의 전자 흐름은 게이트 및 소스 단자에 적용된 전압에 의해 제어됩니다.

FET 트랜지스터의 유형

FET는 JFET 또는 MOSFET의 두 가지 유형입니다.

접합 FET

Junction FET 트랜지스터는 전기적으로 제어되는 스위치로 사용할 수있는 전계 효과 트랜지스터 유형입니다. 그만큼 전기 에너지 소스 사이의 활성 채널을 통해 드레인 단자로 흐릅니다. 반전을 적용하여 게이트 단자에 대한 바이어스 전압 , 채널이 변형되어 전류가 완전히 차단됩니다.

접합 FET 트랜지스터는 두 가지 극성으로 사용할 수 있습니다.

N- 채널 JFET

N 채널 JFET

N 채널 JFET는 측면에 두 개의 p 형 층이 도핑 된 n 형 막대로 구성됩니다. 전자 채널은 장치의 N 채널을 구성합니다. N- 채널 장치의 양쪽 끝에 두 개의 옴 접촉이 만들어지며, 서로 연결되어 게이트 단자를 형성합니다.

소스 및 드레인 단자는 바의 다른 두 측면에서 가져옵니다. 소스와 드레인 단자 사이의 전위차를 Vdd라고하고 소스와 게이트 단자 사이의 전위차를 Vgs라고합니다. 전하 흐름은 소스에서 드레인으로의 전자 흐름 때문입니다.

드레인 및 소스 단자에 양의 전압이 적용될 때마다 전자는 소스 'S'에서 드레인 'D'단자로 흐르는 반면, 기존의 드레인 전류 Id는 드레인을 통해 소스로 흐릅니다. 전류가 장치를 통해 흐르면 하나의 상태가됩니다.

게이트 단자에 음의 극성 전압이인가되면 채널에 공핍 영역이 생성됩니다. 채널 폭이 줄어들어 소스와 드레인 사이의 채널 저항이 증가합니다. 게이트-소스 접합은 역 바이어스되고 장치에 전류가 흐르지 않으므로 오프 상태입니다.

따라서 기본적으로 게이트 단자에 적용된 전압이 증가하면 소스에서 드레인으로 흐르는 전류량이 줄어 듭니다.

N 채널 JFET는 P 채널 JFET보다 전도성이 더 큽니다. 따라서 N 채널 JFET는 P 채널 JFET에 비해 더 효율적인 전도체입니다.

P 채널 JFET

trzvp2106 P 채널 JFET는 두면에 n 형 레이어가 도핑 된 P 형 막대로 구성됩니다. 게이트 단자는 양쪽에서 옴 접촉을 결합하여 형성됩니다. N 채널 JFET에서와 같이 소스 및 드레인 단자는 막대의 다른 두 측면에서 가져옵니다. 전하 캐리어로서의 구멍으로 구성된 P 형 채널이 소스와 드레인 단자 사이에 형성됩니다.

P 채널 JFET 바

드레인 및 소스 단자에 음의 전압을 가하면 소스에서 드레인 단자로 전류가 흐르고 장치는 옴 영역에서 작동합니다. 게이트 단자에 적용된 양의 전압은 채널 폭을 감소시켜 채널 저항을 증가시킵니다. 더 긍정적 인 것은 게이트 전압이 적을수록 디바이스를 통해 흐르는 전류가 적습니다.

p 채널 접합 FET 트랜지스터의 특성

다음은 p 채널 접합 전계 효과 트랜지스터의 특성 곡선과 트랜지스터의 다양한 작동 모드입니다.

p 채널 접합 FET 트랜지스터의 특성

컷오프 영역 : 게이트 단자에인가 된 전압이 채널에 충분한 양의 값을 가졌을 때 최소 너비 , 전류가 흐르지 않습니다. 이로 인해 장치가 차단 영역에있게됩니다.

옴 지역 : 장치를 통해 흐르는 전류는 항복 전압에 도달 할 때까지 적용된 전압에 선형 적으로 비례합니다. 이 영역에서 트랜지스터는 전류 흐름에 약간의 저항을 보입니다.

“블루투스 기술이란 무엇이며 어떻게 작동합니까 ”

포화 영역 : 드레인-소스 전압이 소자를 통해 흐르는 전류가 드레인-소스 전압과 일정하고 게이트-소스 전압에 의해서만 변화하는 값에 도달하면 소자는 포화 영역에 있다고합니다.

지역 분석 : 드레인-소스 전압이 공핍 영역을 파괴하는 값에 도달하여 드레인 전류를 갑작스럽게 증가 시키면 장치가 항복 영역에 있다고합니다. 이 항복 영역은 게이트-소스 전압이 더 양수일 때 드레인-소스 전압의 더 낮은 값에 대해 더 일찍 도달합니다.

MOSFET 트랜지스터

이름에서 알 수 있듯이 MOSFET 트랜지스터는 표면에 금속 산화물 층이 증착되고 소스를 형성하기 위해 구멍이 제거 된 p 형 (n 형) 반도체 바 (두 개의 고농도로 도핑 된 n 형 영역이 확산 됨)입니다. 및 배수 단자. 금속층은 게이트 단자를 형성하기 위해 산화물 층 위에 증착된다. 전계 효과 트랜지스터의 기본 응용 프로그램 중 하나는 스위치로서의 MOSFET.

이 유형의 FET 트랜지스터에는 소스, 드레인 및 게이트의 세 가지 단자가 있습니다. 게이트 단자에 적용된 전압은 소스에서 드레인으로의 전류 흐름을 제어합니다. 금속 산화물의 절연 층의 존재는 높은 입력 임피던스를 갖는 장치를 초래합니다.

동작 모드에 따른 MOSFET 트랜지스터 유형

MOSFET 트랜지스터는 가장 일반적으로 사용되는 전계 효과 트랜지스터 유형입니다. MOSFET 작동은 MOSFET 트랜지스터가 분류되는 두 가지 모드로 이루어집니다. 향상 모드의 MOSFET 작동은 채널의 점진적인 형성으로 구성되는 반면 공핍 모드 MOSFET에서는 이미 확산 된 채널로 구성됩니다. MOSFET의 고급 애플리케이션은 다음과 같습니다. CMOS .

강화 MOSFET 트랜지스터

MOSFET의 게이트 단자에 음의 전압이 가해지면 양전하 운반 캐리어 또는 홀이 산화물 층 근처에 더 많이 축적됩니다. 소스에서 드레인 단자까지 채널이 형성됩니다.

강화 MOSFET 트랜지스터

전압이 더 음수로 만들어지면 채널 폭이 증가하고 전류가 소스에서 드레인 단자로 흐릅니다. 따라서인가 된 게이트 전압으로 전류 흐름이 '향상'됨에 따라이 장치를 Enhancement type MOSFET이라고합니다.

공핍 모드 MOSFET 트랜지스터

공핍 모드 MOSFET은 드레인과 소스 단자 사이에 확산 된 채널로 구성됩니다. 게이트 전압이 없으면 채널로 인해 전류가 소스에서 드레인으로 흐릅니다.

공핍 모드 MOSFET 트랜지스터

이 게이트 전압이 음이되면 양전하가 채널에 축적됩니다.
이로 인해 채널에서 고갈 영역 또는 고정 전하 영역이 발생하여 전류 흐름을 방해합니다. 따라서 전류 흐름이 공핍 영역의 형성에 영향을 받기 때문에이 장치를 공핍 모드 MOSFET이라고합니다.

MOSFET을 스위치로 사용하는 애플리케이션

BLDC 모터의 속도 제어

MOSFET을 스위치로 사용하여 DC 모터를 작동 할 수 있습니다. 여기서 트랜지스터는 MOSFET을 트리거하는 데 사용됩니다. 마이크로 컨트롤러의 PWM 신호는 트랜지스터를 켜거나 끄는 데 사용됩니다.

BLDC 모터의 속도 제어

마이크로 컨트롤러 핀의 로직 로우 신호로 인해 OPTO 커플러가 작동하여 출력에서 하이 로직 신호를 생성합니다. PNP 트랜지스터가 차단되고 이에 따라 MOSFET이 트리거되고 스위치가 켜집니다. 드레인 및 소스 단자가 단락되고 전류가 모터 권선으로 흘러 회전하기 시작합니다. PWM 신호는 모터의 속도 제어 .

LED 어레이 구동 :

LED 어레이 구동

스위치로서의 MOSFET 작동에는 LED 어레이의 강도를 제어하는 애플리케이션이 포함됩니다. 여기서 마이크로 컨트롤러와 같은 외부 소스의 신호에 의해 구동되는 트랜지스터는 MOSFET을 구동하는 데 사용됩니다. 트랜지스터가 꺼지면 MOSFET이 전원을 공급 받고 켜짐으로써 LED 어레이에 적절한 바이어스를 제공합니다.

MOSFET을 사용한 스위칭 램프 :

MOSFET을 사용한 스위칭 램프

MOSFET을 스위치로 사용하여 램프 스위칭을 제어 할 수 있습니다. 여기서도 MOSFET은 트랜지스터 스위치를 사용하여 트리거됩니다. 마이크로 컨트롤러와 같은 외부 소스의 PWM 신호는 트랜지스터의 전도를 제어하는 데 사용되며 이에 따라 MOSFET이 켜지거나 꺼 지므로 램프의 스위칭을 제어합니다.

우리는 독자들에게 전계 효과 트랜지스터 주제에 대한 최고의 지식을 성공적으로 제공하기를 바랍니다. 독자들이 간단한 질문에 답하기를 바랍니다. FET는 BJT와 어떻게 다른지 그리고 왜 상대적으로 더 많이 사용되는지입니다.