Polovodičové tranzistory v terénu jsou hlavními prvky mnoha elektronických zařízení, jako jsou počítače, mobilní telefony, televizory atd. poskytují zesílení a přepínání signálů tím, že převádějí elektrický proud na elektrické napětí a naopak.
Hlavní prvky tranzistoru pole: Zdroj (source), odtok (drain) a závěrka (gate). Zdroj a odtok jsou elektrody, mezi kterými dochází k proudové komutaci, a závěrka řídí tuto komutaci.
Hlavním principem práce tranzistoru pole je řízení elektrického proudu procházejícího pramenem a odtokem pomocí napětí na závěrce. Když na závěrce není žádné napětí, proud mezi zdrojem a odtokem netěsní, protože se vytvoří uzavřená vrstva, která brání jejímu průchodu. Tento stav se nazývá vypnutý nebo blokovaný stav.
Když se na závěrce objeví napětí, uzavírací vrstva se zmenší, což vede k možnosti proudění mezi zdrojem a odtokem. Čím větší je napětí na závěrce, tím více může proud unikat. Tento stav se nazývá zapnutý nebo nasycený stav. Tímto způsobem umožňují tranzistory v terénu ovládat elektrický proud pomocí jiného elektrického signálu.
Základní prvky polovodičových tranzistorů v terénu
Mezi hlavní prvky polovodičového tranzistoru v terénu patří:
| Prvek | Popis |
|---|---|
| Emitor | Je to polovodičová zóna, kde se provádí přívod elektronů nebo děr do tranzistoru. |
| Základ | Je to tenká vrstva polovodiče umístěná mezi emitorem a kolektorem. Ovládá proud procházející tranzistorem. |
| Kolektor | Je to polovodičová zóna, kde se shromažďují unikající elektrony nebo díry. |
| Stavidlo | Je to elektroda, která řídí proud tranzistoru pole. |
Kromě základních prvků může mít polovodičový tranzistor pole také další prvky, jako jsou difúzní a kovové kontakty, difúzní a oxidové vrstvy.
Princip polovodičového tranzistoru v terénu je založen na řízení proudu přiváděného na základnu pomocí proudu dodávaného do emitoru. Při přívodu proudu na základnu dochází ke změně koncentrace neopodstatněných nosičů náboje v základně, což vede ke změně vodivosti základny, a tedy ke změně proudu kolektoru.
Struktura polovodičového tranzistoru v terénu
Zdroj - je to oblast polovodičového materiálu, odkud dochází k pohybu elektronů nebo děr. Zdroj dodává zdroj elektronů nebo děr pro tvorbu elektrického proudu.
Stoka - je to oblast polovodičového materiálu, kde se pohybují elektrony nebo díry ze zdroje. Odtok se obvykle používá ke kontrole a měření elektrického proudu.
Závěrka - je to oblast polovodičového materiálu, která řídí pohyb elektronů nebo děr mezi zdrojem a odtokem. Závěrka mění elektrické vedení tranzistoru a umožňuje zesílení signálu.
Struktura FIPT je obvykle prováděna na základě polovodičového materiálu, jako je křemík nebo germanium, s přidáním nečistot k vytvoření kladných nebo záporných nábojů. V závislosti na typu a konfiguraci tranzistoru se používá NPN (záporný-kladný-záporný) nebo PNP (kladný-záporný-kladný) Typ.
Práce FIPT je založena na efektu pole, ke kterému dochází, když je na závěr vystaveno elektrické napětí. Když je na závěr přiváděno napětí, mění se elektrické pole v tranzistoru, což ovlivňuje pohyb elektronů nebo děr, a tedy proud procházející tranzistorem. To umožňuje použití FIPT jako zesilovače nebo přepínače signálů.
Princip fungování polovodičových tranzistorů v terénu
Princip PPT je založen na použití elektrického pole k řízení proudu protékajícího polovodičovým materiálem. Hlavními prvky PPT jsou zdroj (source), odtok (drain) a závěrka (gate).
Zdroj a odtok jsou dva různé piny, které jsou spojeny s polovodičovým materiálem zvaným kanál. Kanál má určitou vodivost a je řízen nábojem na závěrce.
Závěrka se skládá z kovové desky umístěné nad polovodičovým materiálem. Mezi závěrkou a kanálem se vytvoří plochý kapacitor, který lze nabíjet a vybíjet ovládáním proudu kanálem.
Při přívodu napětí na závěrku se vytvoří elektrické pole, které změní vodivost kanálu. Pokud je napětí kladné, kanál se stane vodivějším a proud začne proudit od pramene k odtoku. Pokud je napětí záporné nebo nulové, kanál se stane méně vodivým a proud se zastaví.
PPT tedy funguje jako spínací zařízení a řídí proud v kanálu pomocí elektrického pole. To umožňuje použití PPT k vytvoření logických ventilů, zesilovačů a dalších elektronických zařízení.
Díky své spolehlivosti, nízké spotřebě energie a vysoké integraci se polovodičové tranzistory v terénu staly nedílnou součástí moderních elektronických zařízení.
Řízení proudu v polovodičovém tranzistoru v terénu
Hlavními prvky odpovědnými za řízení proudu jsou samotářská oblast, kanál a zdroj-zásobní oblast.
V polovodičovém tranzistoru v terénu je vodivost kanálu mezi zdrojem a odtokem řízena napětím na závěrce. Náboj představený závěrkou vytváří elektrické pole, které ovlivňuje nabité částice v kanálu.
Při absenci napětí na závěrce se náboje v kanálu volně pohybují od zdroje k odtoku a zajišťují vodivost. Když se na závěrce objeví napětí, náboje v kanálu začnou být vystaveny elektrickému poli generovanému tímto napětím.
Zvýšení napětí na závěrce vede ke zvýšení elektrického pole a v důsledku toho ke zúžení vodivé oblasti. To omezuje průchod nábojů a snižuje proud procházející tranzistorem.
Řízení proudu v polovodičovém tranzistoru pole umožňuje regulovat jeho provoz a používat jej v různých analogových a digitálních zařízeních.