Kāds ir nepieciešams spriegums, lai ieslēgtu tranzistoru?

1, Tranzistoru ieslēgšanas sprieguma definīcija
Īsāk sakot, tranzistora ieslēgšanas spriegums attiecas uz minimālo sprieguma vērtību, kas nepieciešama tranzistora pārejai no izslēgta stāvokļa uz ieslēgtu. Ieslēgšanas sprieguma definīcija un mērīšanas metode dažādiem tranzistoru veidiem, piemēram, bipolārajiem savienojuma tranzistoriem (BJT) un lauka efekta tranzistoriem (FET), nedaudz atšķiras.
Bipolārā savienojuma tranzistors (BJT): BJT gadījumā ieslēgšanas spriegums parasti attiecas uz brīdi, kad bāzes emitera spriegums (Vbe) sasniedz noteiktu kritisko vērtību, kurā tranzistors sāk vadīt. Šī kritiskā vērtība ir atkarīga no tranzistora materiāla un ražošanas procesa, parasti no 0,6 V līdz 0,7 V (silīcija bāzes BJT), taču tā var arī atšķirties atkarībā no konkrētā modeļa.
Lauka efekta tranzistors (FET): FET ieslēgšanas spriegums attiecas uz noteiktu vērtību, kas jāsasniedz aizslēga avota spriegumam (Vgs), lai kanāls sāktu veidoties vai nostiprināties, tādējādi izraisot FET pāreju no izslēgts stāvoklis ieslēgts. Šo vērtību parasti dēvē par sliekšņa spriegumu (Vth), un tās lielumu ietekmē arī FET veids (piemēram, N-kanāls vai P-kanāls), materiāls (piemēram, silīcijs vai gallija arsenīds) un ražošanas process.
2, Faktori, kas ietekmē tranzistoru ieslēgšanas spriegumu
Tranzistora ieslēgšanas spriegums nav fiksēts un to ietekmē dažādi faktori
Temperatūra: Paaugstinoties temperatūrai, palielinās pusvadītāju materiālu iekšējā nesēja koncentrācija, izraisot tranzistoru ieslēgšanas sprieguma izmaiņas. Vispārīgi runājot, BJT ieslēgšanas spriegums nedaudz samazināsies, palielinoties temperatūrai, savukārt FET sliekšņa spriegums var pieaugt vai kristies atkarībā no FET veida un ražošanas procesa.
Ražošanas process: dažādi ražošanas procesi var izraisīt izmaiņas tranzistoru ģeometriskajos izmēros, dopinga koncentrācijā un citos parametros, tādējādi ietekmējot to ieslēgšanas spriegumu. Nepārtraukti attīstoties pusvadītāju tehnoloģijai, arī tranzistoru ieslēgšanas spriegums pastāvīgi samazinās, lai tie atbilstu augstas veiktspējas un zema enerģijas patēriņa prasībām.
Materiāli: tranzistoru ražošanai papildus silīcijam tiek izmantoti arī citi materiāli, piemēram, gallija arsenīds, silīcija karbīds utt. Šiem materiāliem ir dažādas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas var ietekmēt arī tranzistoru ieslēgšanas spriegumu.
3, Tranzistoru ieslēgšanas sprieguma mērīšanas metode
Lai mērītu tranzistoru ieslēgšanas spriegumu, ir jāizmanto profesionālas testēšanas iekārtas, piemēram, pusvadītāju parametru analizatori vai osciloskopi. Šeit ir vienkāršota mērīšanas soļa piemērs (kā piemēru izmantojot N-kanāla MOSFET):
Savienojiet MOSFET noteci (D) ar barošanas avota pozitīvo polu un avotu (S) ar barošanas avota negatīvo polu, lai izveidotu drenāžas avota kanālu.
Izmantojot signāla ģeneratoru vai sprieguma avotu, vārtiem (G) pievienojiet pakāpeniski pieaugošu spriegumu (Vgs).
Tikmēr izmantojiet ampērmetru, lai uzraudzītu drenāžas strāvas (Id) izmaiņas. Kad Id sāk ievērojami palielināties (parasti sasniedzot iepriekš iestatīto sliekšņa strāvu), atbilstošais Vgs ir MOSFET sliekšņa spriegums (Vth).
Jāņem vērā, ka dažādu kļūdu un nenoteiktību dēļ mērījumu procesā (piemēram, kontaktu pretestība, temperatūras novirze u.c.) faktiskais izmērītais atvēršanas spriegums var nedaudz atšķirties no teorētiskās vērtības vai datu rokasgrāmatā norādītās nominālās vērtības.
4, tranzistora ieslēgšanas sprieguma nozīme praktiskos lietojumos
Tranzistoru ieslēgšanas spriegumam ir būtiska ietekme uz ķēdes dizainu un veiktspējas optimizāciju. Piemēram, digitālajās shēmās, lai nodrošinātu pareizu loģisko vārtu pārslēgšanu un samazinātu elektroenerģijas patēriņu, nepieciešams precīzi kontrolēt tranzistoru ieslēgšanas spriegumu. Turklāt analogajās shēmās tranzistoru ieslēgšanas spriegums nosaka arī galvenos parametrus, piemēram, ķēdes pastiprinājumu un joslas platumu. Tāpēc, projektējot un ražojot tranzistorus, ir pilnībā jāņem vērā to ieslēgšanas sprieguma īpašības un prasības.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html