Mikä on jännite, joka tarvitaan transistorin käynnistämiseen?

1, Transistorien käynnistysjännitteen määritelmä
Lyhyesti sanottuna transistorin käynnistysjännite viittaa minimijännitearvoon, joka vaaditaan transistorin siirtämiseksi pois päältä -tilasta päälle. Käynnistysjännitteen määritelmä ja mittausmenetelmä erityyppisille transistoreille, kuten bipolaaritransistoreille (BJT) ja kenttätransistoreille (FET), ovat hieman erilaisia.
Bipolaarinen risteystransistori (BJT): BJT:ssä käynnistysjännitteellä tarkoitetaan yleensä hetkeä, jolloin kantaemitterin jännite (Vbe) saavuttaa tietyn kriittisen arvon, jolloin transistori alkaa johtaa. Tämä kriittinen arvo riippuu transistorin materiaalista ja valmistusprosessista, yleensä välillä 0,6 V ja 0,7 V (piipohjaisille BJT:ille), mutta se voi myös vaihdella tietyn mallin mukaan.
Field Effect Transistor (FET): FETin käynnistysjännite viittaa tiettyyn arvoon, joka hilalähdejännitteen (Vgs) on saavutettava, jotta kanava alkaa muodostua tai vahvistua, jolloin FET siirtyy off-tilasta on-tilaan. Tätä arvoa kutsutaan yleisesti kynnysjännitteeksi (Vth), ja sen suuruuteen vaikuttavat myös FET-tyyppi (kuten N-kanava tai P-kanava), materiaali (kuten pii tai galliumarsenidi) ja valmistusprosessi.
2, Transistorien käynnistysjännitteeseen vaikuttavat tekijät
Transistorin käynnistysjännite ei ole kiinteä, ja siihen vaikuttavat useat tekijät
Lämpötila: Lämpötilan noustessa puolijohdemateriaalien sisäinen kantoaaltopitoisuus kasvaa, mikä aiheuttaa muutoksen transistorien käynnistysjännitteessä. Yleisesti ottaen BJT:n käynnistysjännite laskee hieman lämpötilan noustessa, kun taas FETin kynnysjännite voi nousta tai laskea riippuen FETin tyypistä ja valmistusprosessista.
Valmistusprosessi: Erilaiset valmistusprosessit voivat aiheuttaa muutoksia transistorien geometrisiin mittoihin, seostuspitoisuuteen ja muihin parametreihin, mikä vaikuttaa niiden käynnistysjännitteeseen. Puolijohdeteknologian jatkuvan kehittymisen myötä myös transistorien käynnistysjännite laskee jatkuvasti korkean suorituskyvyn ja alhaisen virrankulutuksen vaatimusten täyttämiseksi.
Materiaalit: Transistorien valmistukseen käytetään piin lisäksi muita materiaaleja, kuten galliumarsenidia, piikarbidia jne. Näillä materiaaleilla on erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka voivat myös vaikuttaa transistorien käynnistysjännitteeseen.
3, Transistorien käynnistysjännitteen mittausmenetelmä
Transistorien käynnistysjännitteen mittaamiseen tarvitaan ammattimaisia ​​testauslaitteita, kuten puolijohdeparametrianalysaattoreita tai oskilloskooppeja. Tässä on yksinkertaistettu mittausvaiheesimerkki (käyttäen esimerkkinä N-kanavaista MOSFETiä):
Yhdistä MOSFETin nielu (D) virtalähteen positiiviseen napaan ja lähde (S) virtalähteen negatiiviseen napaan nielun lähdekanavan muodostamiseksi.
Aseta asteittain kasvava jännite (Vgs) hilaan (G) signaaligeneraattorin tai jännitelähteen avulla.
Sillä välin käytä ampeerimittaria seurataksesi tyhjennysvirran (Id) muutoksia. Kun Id alkaa merkittävästi kasvaa (yleensä saavuttaen esiasetetun kynnysvirran), vastaava Vgs on MOSFETin kynnysjännite (Vth).
On huomioitava, että mittausprosessin erilaisten virheiden ja epävarmuustekijöiden vuoksi (kuten kosketusresistanssi, lämpötilapoikkeama jne.) todellisessa mitatussa avautumisjännitteessä voi olla jonkin verran poikkeamaa teoreettisesta arvosta tai tietokäsikirjan nimellisarvosta.
4, Transistorin käynnistysjännitteen merkitys käytännön sovelluksissa
Transistorien käynnistysjännitteellä on merkittävä vaikutus piirien suunnitteluun ja suorituskyvyn optimointiin. Esimerkiksi digitaalisissa piireissä logiikkaporttien oikean kytkennän varmistamiseksi ja virrankulutuksen vähentämiseksi on tarpeen ohjata tarkasti transistorien käynnistysjännitettä. Lisäksi analogisissa piireissä transistorien käynnistysjännite määrittää myös keskeiset parametrit, kuten piirin vahvistuksen ja kaistanleveyden. Siksi transistorien suunnittelussa ja valmistuksessa on otettava täysin huomioon niiden käynnistysjännitteen ominaisuudet ja vaatimukset.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html