Как прозвонить транзистор полевой: Как проверить полевой транзистор — Diodnik

Содержание

Как проверить транзистор | Электрик



Часто в ремонте разной электронной техники возникает подозрение в неисправности биполярных или полевых (Mosfet) транзисторов. Помимо специализированных приборов и пробников для проверки транзисторов, существуют способы доступные всем, из минимума нам подойдет самый простой тестер или мультиметр.

Как мы знаем транзисторы, в основном, бывают двух разновидностей: биполярные и полевые, принцип работы их похож но способы проверки существенно отличаются, поэтому мы рассмотрим разные методы проверки для каждых транзисторов по отдельности.

Проверка биполярных транзисторов


Способы проверки биполярных транзисторов достаточно просты и для удобства нужно помнить что биполярный транзистор условно представляет из себя два диода с точкой по середине, по сути из двух p-n переходов.

Биполярные транзисторы существуют двух типов проводимости: p-n-p и  n-p-n что необходимо помнить и учитывать при проверке.

А диод как мы знаем, пропускает ток только в одну сторону, что мы и будем проверять.
Если так получится что ток проходит в обе стороны перехода то это явно указывает на то что транзистор "пробит" но это все условности, в реальности же при замере сопротивления ни в какой из позиций проверяемых переходов не должно быть "нулевого" сопротивления - поэтому это и есть самый простой способ выявления поломки транзистора.

Ну а теперь рассмотрим более достоверные способы проверки и поподробней.

И так выставляем тестер или мультиметр в режим прозвонки (проверка диодов), дальше нужно убедится в том что щупы вставлены в правильные разъемы (красный и черный), а на дисплее нет значка "разряжен". На дисплее должна быть единица а при замыкание щупов должны высветится нули (или близкие к нулям значения), также должен прозвучать звуковой сигнал. И так мы убедились в выборе правильного режима мультиметра, можем приступать к проверке.

И так поочередно проверяем все переходы транзистора:

  • База - Эмиттер - исправный переход будит вести себя как диод, то есть проводить ток только в одном направление.
  • База - Коллектор - исправный переход будит вести себя как диод, то есть проводить ток только в одном направление.
  • Эмиттер - Коллектор - в исправном состояние сопротивление перехода должно быть "бесконечное", то есть переход не должен пропускать ток или прозваниватmся ни в одном из положений полярности.

В зависимости от полярности транзистора (p-n-p или n-p-n) будит зависить лишь направление "прозвонки" переходов база-эмиттер и база-коллектор, с разной полярностью транзисторов направление будет противоположное.

Как определяется "пробитый" переход?
Если мультиметр обнаружит что какой ли бо из переходов (Б-К или Б-Э) в обоих из включений полярности имеет "нулевое" сопротивление и пищит звуковая индикация то такой переход пробит и транзистор неисправен.

Как определить обрыв p-n перехода?
Если один из переходов в обрыве - он не будит пропускать ток и прозваниватся ни в одну из сторон полярности как бы вы не меняли при этом полярность щупов.

Думаю всем понятно как проверять переходы транзистора, суть проверки такая же как у диодов, черный (минусовой) щуп ставим например на коллектор, а красный щуп (плюсовой) на базу и смотрим показания на дисплее. Затем меняем щупы тестера местами и смотрим показания снова. В исправного транзистора в одном случае должно быть какое то значение, как правило больше 100, в другом случае на дисплее должна быть единица "1" что говорит о "бесконечном" сопротивление.

Проверка транзистора стрелочным тестером


Принцип проверки все тот же, мы проверяем переходы (как диоды)
Отличие лишь в том что такие "омметры" не имеют режима прозвонки диодов и "бесконечное" сопротивление у них находится в начальном состояние стрелки, а максимальное отклонение стрелки будит уже говорить о "нулевом" сопротивление. К этому нужно просто привыкнуть и помнить о такой особенности при проверке.
Измерения лучше всего производить в режиме "1Ом" (можно пробовать и до *1000Ом пределе).

Для проверки в схеме (не выпаивая) стрелочным тестером можно даже более точно определить сопротивление перехода если он в схеме зашунтирован низкоомным резистором, например показания сопротивления в 20 Ом будет уже указывать о том что сопротивление перехода не "нулевое" а значит большая вероятность что переход исправен. С мультиметром же в режиме прозвонки диодов будит такая картина что он попросту будет показывать "кз" и пищать (тоже конечно зависит от точности прибора).

Если не известно где база, а где эмиттер и коллектор. Цоколевка транзистора?


У транзисторов средней и большой мощности вывод коллектора всегда на корпусе который переиначенный для закрепления на радиатора, так что с этим проблем не будит. А уже зная расположение коллектора, найти базу и эмиттер будит намного проще.
Ну а если транзистор малой мощности в пластмассовом корпусе где все выводы одинаковы будим применять такой способ:
Все что нам нужно - поочередно замерить все комбинации переходов прикасаясь щупами поочередно к разным выводам транзистора.

Нам нужно найти два перехода которые покажут бесконечность "1". Например: мы нашли бесконечность между правим-левим и правим-среднем, то есть по сути мы нашли и измеряли обратное сопротивления двух p-n переходов (как диодов) из этого размещение базы стает очевидным - база справа.
Дальше ищем где коллектор а где эмиттер, для этого от базы уже измеряем прямое сопротивление переходов и здесь все стает ясно так как сопротивление перехода база-Коллектор всегда меньше по сравнению с переходом база-Эмиттер.

Быстрая точная проверка транзистора


Если под руками есть мультиметр с функцией тестирования коэффициента усиления транзисторов - замечательно, проверка займет несколько секунд, здесь лишь надо будет определить правильную цоколевку (если конечно она не известна).
У таких мультиметров проверочные гнезда состоят из двух отделов p-n-p и n-p-n, а кроме того каждый отдел имеет три комбинации как можно вставить туда транзистор, то есть вместе не более 6 комбинаций, и только лишь одна правильная которая должна показать коэффициент усиления транзистора, за условий что он исправен.

Простой пробник


В данной схеме транзистор будет работать как ключ, схема очень простая и удобная если нужно часто и много проверять транзисторы.

Если транзистор рабочий - при нажатие кнопки светодиод светится, при отпускание гаснет.
Схема представлена для n-p-n транзисторов, но она универсальна, все что нужно сделать, это поставить параллельно к светодиоду еще один светодиод в обратной полярности, а при проверке p-n-p транзистора - просто менять полярность источника питания.

Если по данной методике что то идет не так, задумайтесь, а транзистор ли перед вами и случайно быть может он не биполярный, а полевой или составной.
Часто бывает путают при проверке составные транзисторы пытаясь их проверить стандартным способом, но нужно в первую очередь смотреть справочник или "даташит" со всем описанием транзистора.


Как проверить составной транзистор Чтобы проверить такой транзистор его необходимо "запустить" то есть он должен как бы работать, для создания такого условия есть простой но интересный способ.
Стрелочным тестером, выставленным в режим проверки сопротивления (предел *1000?) подключаем щупы, плюсовой на коллектор, минусовой на эмиттер - для n-p-n (для p-n-p наоборот) - стрелка тестера не двинется сместа оставаясь в начале шкалы "бесконечность" (для цифрового мультиметра "1")
Теперь если послюнявить палиц и замкнуть им прикоснувшысь к выводам базы и коллектора то стрелка сдвинется с места от того что транзистор немного приоткроется.
Таким же способом можно проверить любой транзистор даже не выпаивая з схемы.
Но следует помнить что некоторые составные транзисторы имеют в своем составе защитные диоды в переходе эмиттер-коллектор что дает им преимущество в работе с индукционной нагрузкой, например с электромагнитным реле.

Проверка полевых транзисторов

Здесь есть один отличительный момент при проверке таких транзисторов - они очень чувствительны к статическому электричеству которое способно вывести из строя транзистор если не соблюдать методы безопасности при проверке а также выпайке и перемещению. И в большей мере подвержены статике именно маломощные и малогабаритные полевые транзисторы.

Какие методы безопасности?
Транзисторы должны находится на столе на металлическом листе который подключен к заземлению. Для того чтобы снять с человека предельный статический заряд - применяют антистатический браслет который надевают на запястье.
Кроме того хранение и транспортировка особо чувствительных полевиков должна быть з закорочеными выводами, как правило выводы просто обматывают тонкой медной проволкой.

Полевой транзистор в отличие от биполярного управляется напряжением, а не током как у биполярного, поэтому прикладывая напряжение к его затвору мы его или открываем (для N-канального) или закрываем (для P-канального).

Проверить полевой транзистор можно как стрелочным тестером так и цифровым мультиметром.
Все выводы полевого транзистора должны показывать бесконечное сопротивление, независимо от полярности и напряжения на щупах.

Но если поставить положительный щуп тестера к затвору (G) транзистора N-типа, а отрицательный - к истоку (S), зарядится емкость затвора и транзистор откроется. И уже измеряя сопротивления между стоком (D) и истоком (S) прибор покажет некоторое значение сопротивления, которое зависит от ряда факторов, например емкости затвора и сопротивления перехода.

Для P-канального типа транзистора полярность щупов обратная. Также для чистоты эксперимента, перед каждой проверкой необходимо закорачивать выводы транзистора пинцетом чтобы снять заряд с затвора после чего сопротивление сток-исток должно снова стать "бесконечным" ("1") - если это не так то транзистор скорее всего неисправен.

Особенностью современных мощных полевых транзисторов (MOSFET'ов) есть то что канал сток-исток прозванивается как диод, встроенный диод в канале полевого транзистора есть особенностью мощных полевиков (явление производственного процесса).
Чтобы не посчитать такую "прозвонку" канала за неисправность просто следует помнить о диоде.

В исправном состояние переход сток-исток MOSFETа должен в одну сторону звониться как диод а в другую показывать бесконечность (в закрытом состояние - после закорачивания выводов) Если переход прозваниваеться в обе стороны с "нулевым" сопротивлением то такой транзистор "пробит" и неисправен

Наглядный способ (экспресс проверка)

  • Необходимо замкнуть выводы транзистора

  • Тестером в режиме прозвонки (диод) ставим плюсовой щуп к истоку, а минусовой к стоку (исправный покажет 0.5 - 0.7 вольта)

  • Теперь меняем щупы местами (исправный покажет "1" или по другому говоря бесконечное сопротивление)
  • Минусовой щуп ставим к истоку, а плюсовой на затвор (открываем транзистор)

  • Минусовой щуп оставляем на истоке, а плюсовой сразу ставим на сток, исправный транзистор будет открыт и покажет 0 - 800 милливольт

  • Теперь можем поменять плюсовой и минусовой щупы местами, в обратной полярности переход сток-исток должен иметь такое же сопротивление.

  • Плюсовой щуп ставим к истоку, а минусовой на затвор - транзистор закроется

  • Можем снова проверить переход сток-исток, он должен показывать снова "бесконечное" сопротивление так как транзистор уже закрыт (но помним про диод в обратной полярности)

Большая емкость затвора некоторых полевых транзисторов (особенно мощных) позволяет некоторое продолжительное время сохранять транзистор открытим, что позволяет нам открыв его проверять сопротивление сток-исток уже убрав плюсовой щуп с затвора. Но у транзисторов с малой емкостью затвора необходимо очень быстро перемещать щупы что бы зафиксировать правильную работу транзистора.


Примечание: для проверки P-канального полевого транзистора, процесс выглядит также но щупы мультиметра должны быть противоположной полярности. Для удобства можно перекинуть их местами (красный на минус, а черный на плюс) и использовать все туже описану выше инструкцию.

Проверяя транзистор по такой методике канал сток-исток можно открывать и закрывать даже пальцем, например чтобы открыть достаточно прикоснутся пальцем к затвору держась при этом второй рукой за плюс, а чтобы закрыть нужно все также прикоснутся к затвору но уже держась другим пальцем или второй рукой за минус. Интересный опыт который дает понимание того что транзистор управляется не током (как у биполярных) а напряжением.

Простая схема пробника для проверки полевых транзисторов


Можно собрать простую и эффективную схему проверки полевиков которая достаточно ясно даст понять о состояние транзистора, к тому же достаточно быстро можно перекидать транзисторы если их предстоит проверять часто и много. В некоторых схемах можно проверить транзистор даже полностью не выпаивая его с платы.

Схема универсальна как для P-канальных так и для N-канальных полевых транзисторов в ней присутствует два светодиода включенных в обратной полярности друг к другу (каждый для своего типа) и все что остается при смене типа проверяемого полевого транзистора - просто поменять полярность источника питания.

Особенности проверки транзистора мультиметром без выпаивания

Радиолюбители знают, что зачастую много времени приходится тратить на поиск неисправностей, возникающих в электронных схемах по различным причинам. Если схема собирается самостоятельно, то заключительным этапом работы будет проверка её работоспособности. А начинать необходимо с подбора заведомо исправных электронных компонентов. В радиолюбительских конструкциях широкое применение находят полупроводниковые приборы. Проверка транзистора, как прозвонить транзистор мультиметром — это немаловажные вопросы.

Типы транзисторов

Разновидностей этого вида полупроводниковых приборов по мере развития электроники появляется всё больше и больше. Появление каждой новой группы обусловлено повышением требований, предъявляемых к работе электронных устройств и к их техническим характеристикам.

Биполярные приборы

Биполярные полупроводниковые транзисторы являются наиболее часто встречающимися элементами электронных схем. Даже если рассмотреть построение различных больших микросхем, можно увидеть огромное количество представителей полупроводников этого вида.

Определение «биполярные» произошло от видов носителей электрического тока, которые в них присутствуют. Этот ток определяется движением отрицательных и положительных зарядов в теле полупроводника.

Каждая область трёхслойной структуры имеет свой металлический вывод, с помощью которого прибор подключается к другим элементам электронной схемы. Эти выводы имеют свои названия: эмиттер, база, коллектор. Эмиттер и коллектор — это внешние области. Внутренняя область — база.

Биполярные транзисторы образуют две группы в зависимости от типа полупроводника. Они обозначаются «p — n — p» и «n — p — n» Области соприкосновения полупроводников различных типов носят название «p — n» переходов.

Область базы является самой тонкой. Её толщина определяет частотные свойства прибора, то есть максимальную частоту радиосигнала, на которой может работать транзистор в качестве усилительного элемента. Область коллектора имеет максимальную площадь, так как при больших токах необходимо отводить избыточную тепловую энергию с помощью внешнего радиатора для исключения перегрева прибора.

На схемах вывод эмиттера обозначается стрелкой, которая определяет направление основного тока через прибор. Основным является ток на участке коллектор — эмиттер (или эмиттер — коллектор, в зависимости от направления стрелки). Но он возникает только в случае протекания управляющего тока в цепи базы. Соотношение этих токов определяет усилительные свойства транзистора. Таким образом, биполярный транзистор — это токовый прибор.

Полевые транзисторы

Транзисторы этого типа существенно отличаются от биполярных приборов. Если последние являются устройствами, управляемыми слабым током базы определённой полярности, то полевым приборам для протекания тока через полупроводник требуется наличие управляющего напряжения (электрического поля).

Электроды имеют названия: затвор, исток, сток. А напряжение, открывающее канал «n» типа или «p» типа, прикладывается к области затвора и определяет интенсивность тока при правильной его полярности. Эти приборы ещё называют униполярными.

Проверка мультиметром

Транзисторы являются активными элементами электронной схемы. Их исправность определяет её правильную работу. Как проверить тестером транзистор — этот вопрос является важным. При знании принципов его работы эта задача не представляет большого труда.

Приборы биполярного типа

Их схему упрощённо можно представить в виде двух полупроводниковых диодов, включённых навстречу друг другу. Для приборов «p — n — p» проводимости соединены будут катоды, а для «n — p — n» структуры общую точку будут иметь аноды диодов. В любом случае точка соединения будет выводом электрода базы, а два других вывода, соответственно, эмиттером и коллектором.

Для структуры «p — n — p» на схеме стрелка эмиттера направлена к выводу базы. Соответственно, для проводимости «n — p — n» стрелка эмиттера изменит своё направление на противоположное. Для определения состояния полупроводникового транзистора большое значение имеет информация о его типе и, соответственно, о маркировке его электродов. Эту информацию можно узнать из многочисленных справочников или из общения на тематических форумах.

Для биполярных приборов «p — n — p» проводимости открытому состоянию будет соответствовать подключение «минусового» (чёрного) щупа тестера к выводу базы. «Положительный» (красный) наконечник поочерёдно подключается к коллектору и эмиттеру. Это будет прямым включением «p — n» переходов.

При этом сопротивление каждого будет находиться в диапазоне (600−1200) Ом. Конкретное значение зависит от производителя электронных компонентов. Сопротивление коллекторного перехода будет иметь величину немного меньшую, чем эмиттерного.

Так как биполярный транзистор представлен в виде встречного включения двух полупроводниковых диодов с односторонней проводимостью, то при смене полярности щупов тестера сопротивления «p — n» переходов у нормально работающих транзисторов будет в идеале стремиться к бесконечности.

Такая же картина должна наблюдаться при измерении сопротивления между выводами эмиттера и коллектора. Причём это большое значение не зависит от смены полярности измерительных щупов. Всё это относится к исправным транзисторам.

Процесс проверки исправности (или неисправности) биполярного полупроводникового элемента с помощью мультиметра сводится к следующему:

  • определение типа прибора и схемы его выводов;
  • проверка сопротивлений его «p — n» переходов в прямом направлении;
  • смена полярности щупов и определение сопротивлений переходов при таком подключении;
  • проверка сопротивления «коллектор — эмиттер» в обоих направлениях.

Определение исправности приборов «n — p — n» структуры отличается только тем, что для прямого включения переходов к выводу базы необходимо подключить красный «положительный» провод мультиметра, а к выводам эмиттера и коллектора поочерёдно подсоединять чёрный (отрицательный). Картина с величинами сопротивлений для этой проводимости должна повториться.

К признакам неисправности биполярных транзисторов можно отнести следующие:

  • «прозвонка» «p — n» переходов показывает слишком малые значения сопротивлений;
  • «p — n» переход не «прозванивается» в обе стороны.

В первом случае можно говорить об электрическом пробое перехода, а то и вовсе о коротком замыкании.

Второй случай показывает внутренний обрыв в структуре прибора.

В обоих случаях данный экземпляр не может быть использован для работы в схеме.

Полевые транзисторы

Для проверки работоспособности этого элемента используем тот же мультиметр, что и для биполярного прибора. Необходимо помнить, что полевики могут быть n-канальными и p-канальными.

Для проверки элемента первого типа необходимо выполнить следующие действия:

  • определить сопротивление участка «сток — исток» закрытого транзистора;
  • произвести открытие перехода;
  • определить сопротивление открытого полевика;
  • произвести закрытие перехода;
  • повторно сделать замер сопротивления закрытого полевого транзистора.

Для определения сопротивления закрытого прибора с n-каналом производят касание красным проводом вывода «исток», а чёрным — «сток».

Открытие полевого прибора производится подачей на его «затвор» положительного потенциала (красный провод).

Для проверки открытого состояния транзистора повторно измеряется сопротивление участка «сток — исток» (чёрный провод — сток, красный — исток). Сопротивление приоткрытого n-канала немного уменьшается по сравнению с первым замером.

Закрытие прибора достигается подачей на его «затвор» отрицательного потенциала (чёрный провод мультиметра). После этого сопротивление участка «сток — исток» вернётся к своему первоначальному значению.

При проверке p-канального прибора повторяют все предыдущие действия, переменив полярность измерительных щупов тестера.

Необходимо перед проверками полевых приборов принять меры, защищающие от воздействия статических зарядов, которые могут внести значительные сложности в процесс проверки, а то и вовсе вывести проверяемое изделие из строя. К таким проверенным мерам можно отнести простое касание рукой батареи центрального отопления. Специалисты применяют браслет, обладающий антистатическими свойствами.

При проверках транзисторов большой мощности этого типа часто при полностью запертом полупроводниковом канале можно определить наличие сопротивления. Это означает, что между «истоком» и «стоком» включён защитный диод, встроенный в корпус прибора. Убедиться в этом помогает смена полярности выводов тестера.

Проверка приборов в схеме

Как мультиметром проверить транзистор, не выпаивая, как проверить полевой транзистор — эти вопросы возникают у радиолюбителей довольно часто. Извлечение полупроводникового прибора из схемы требует большой аккуратности и опыта работы. Необходимо иметь в своём арсенале низковольтный паяльник с тонким жалом, браслет, защищающий от статических разрядов. Проводники печатной платы в процессе работы можно перегреть, а то и случайно замкнуть между собой.

Хотя при наличии опыта в такой работе — задача вполне решаемая. Конечно, необходимо уметь читать электрические схемы и представлять работу каждого из её компонентов.

Оценка работоспособности биполярных транзисторов малой и средней мощности мало отличается от проверки этих элементов «на столе», когда все выводы прибора находятся в доступном для проверки положении.

Сложнее проходит проверка непосредственно в схеме приборов большой мощности, применяемых в схемах выходных каскадов усилителей, импульсных блоках питания. В этих схемах присутствуют элементы, защищающие транзисторы от выхода последних на максимально допустимые режимы. При проверке состояний «p — n» переходов в этих случаях можно получить абсолютно не верные результаты. Как выход — выпаивание вывода базы.

Проверка полевых приборов может дать результат, далёкий от реального положения дел. Причина — наличие в схемах большого количества элементов коррекции работы транзисторов, включая катушки индуктивности низкого сопротивления.

Существует ещё большое количество различных типов транзисторов, для оценки состояния которых приходится применять различные специальные пробники. Но это тема для отдельного материала.

Что такое полевой транзистор и как его проверить

Добрый день, друзья!

Недавно мы с вами начали плотнее знакомились с тем, как устроено компьютерное «железо». И познакомились одним из его «кирпичиков» — полупроводниковым диодом. Компьютер – это сложная система, состоящая из отдельных частей. Разбирая, как работают эти отдельные части (большие и малые), мы приобретаем знание.

Обретая знание, мы получаем шанс помочь своему железному другу-компьютеру, если он вдруг забарахлит. Мы же ведь в ответе за тех, кого приручили, не правда ли?

Сегодня мы продолжим это интересное дело, и попробуем разобраться, как работает самый, пожалуй, главный «кирпичик» электроники – транзистор. Из всех видов транзисторов (их немало) мы ограничимся сейчас рассмотрением работы полевых транзисторов.

Почему транзистор – полевой?

Слово «транзистор» образовано от двух английских слов translate и resistor, то есть, иными словами, это преобразователь сопротивления.

Среди всего многообразия транзисторов есть и полевые, т.е. такие, которые управляются электрическим полем.

Электрическое поле создается напряжением. Таким образом, полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, управляемый напряжением.

В англоязычной литературе используется термин MOSFET (MOS Field Effect Transistor). Есть другие типы полупроводниковых транзисторов, в частности, биполярные, которые управляются током. При этом на управление затрачивается и некоторая мощность, так как к входным электродам необходимо прикладывать некоторое напряжение.

Канал полевого транзистора может быть открыт только напряжением, без протекания тока через входные электроды (за исключением очень небольшого тока утечки). Т.е. мощность на управление не затрачивается. На практике, однако, полевые транзисторы используются большей частью не в статическом режиме, а переключаются с некоторой частотой.

Конструкция полевого транзистора обуславливает наличие в нем внутренней переходной емкости, через которую при переключении протекает некоторый ток, зависящий от частоты (чем больше частота, тем больше ток). Так что, строго говоря, некоторая мощность на управление все-таки затрачивается.

Где используются полевые транзисторы?

Настоящий уровень технологии позволяет сделать сопротивление открытого канала мощного полевого транзистора (ПТ) достаточно малым – в несколько сотых или тысячных долей Ома!

И это является большим преимуществом, так как при протекании тока даже в десяток ампер рассеиваемая на ПТ мощность не превысит десятых или сотых долей Ватта.

Таким образом, можно отказаться от громоздких радиаторов или сильно уменьшить их размеры.

ПТ широко используются в компьютерных блоках питания и низковольтных импульсных стабилизаторах на материнской плате компьютера.

Из всего многообразия типов ПТ для этих целей используются ПТ с индуцированным каналом.

Как работает полевой транзистор?

ПТ с индуцированным каналом содержит три электрода — исток (source), сток (drain), и затвор (gate). 

Принцип работы ПТ наполовину понятен из графического обозначения и названия электродов.

Канал ПТ – это «водяная труба», в которую втекает «вода» (поток заряженных частиц, образующих электрический ток) через «источник» (исток).

«Вода» вытекает из другого конца «трубы» через «слив» (сток). Затвор – это «кран», который открывает или перекрывает поток. Чтобы «вода» пошла по «трубе», надо создать в ней «давление», т.е. приложить напряжение между стоком и истоком.

Если напряжение не приложено («давления в системе нет»), тока в канале не будет.

Если приложено напряжение, то «открыть кран» можно подачей напряжения на затвор относительно истока.

Чем большее подано напряжение, тем сильнее открыт «кран», больше ток в канале «сток-исток» и меньше сопротивление канала.

В источниках питания ПТ используется в ключевом режиме, т.е. канал или полностью открыт, или полностью закрыт.

Честно сказать, принципы действия ПТ гораздо более сложны, он может работать не только в ключевом режиме. Его работа описывается многими заумными формулами, но мы не будем здесь все это описывать, а ограничимся этими простыми аналогиями.

Скажем только, что ПТ могут быть с n-каналом (при этом ток в канале создается отрицательно заряженными частицами) и p-каналом (ток создается положительно заряженными частицами). На графическом изображении у ПТ с n-каналом стрелка направлена внутрь, у ПТ с p-каналом – наружу.

Собственно, «труба» — это кусочек полупроводника (чаще всего – кремния) с примесями химических элементов различного типа, что обуславливает наличие положительных или отрицательных зарядов в канале.

Теперь переходим к практике и поговорим о том,

Как проверить полевой транзистор?

В норме сопротивление между любыми выводами ПТ бесконечно велико.

И, если тестер показывает какое-то небольшое сопротивление, то ПТ, скорее всего, пробит и подлежит замене.

Во многих ПТ имеется встроенный диод между стоком и истоком для защиты канала от обратного напряжения (напряжения обратной полярности).

Таким образом, если поставить «+» тестера (красный щуп, соединенный с «красным» входом тестера) на исток, а «-» (черный щуп, соединенный с черным входом тестера) на сток, то канал будет «звониться», как обычный диод в прямом направлении.

Это справедливо для ПТ с n-каналом. Для ПТ с p-каналом полярность щупов будет обратной.

Как проверить диод с помощью цифрового тестера, описано в соответствующей статье. Т.е. на участке «сток — исток» будет падать напряжение 500-600 мВ.

Если поменять полярность щупов, к диоду будет приложено обратное напряжение, он будет закрыт и тестер это зафиксирует.

Однако исправность защитного диода еще не говорит об исправности транзистора в целом. Более того, если «прозванивать» ПТ, не выпаивая из схемы, то из-за параллельно подключенных цепей не всегда можно сделать однозначный вывод даже об исправности защитного диода.

В таких случаях можно выпаять транзистор, и, используя небольшую схему для тестирования, однозначно ответить на вопрос – исправен ли ПТ или нет.

В исходном состоянии кнопка S1 разомкнута, напряжение на затворе относительно стока равно нулю. ПТ закрыт, и светодиод HL1 не светится.

При замыкании кнопки на резисторе R3 появляется падение напряжения (около 4 В), приложенное между истоком и затвором. ПТ открывается, и светодиод HL1 светится.

Эту схему можно собрать в виде модуля с разъемом для ПТ. Транзисторы в корпусе D2 pack (который предназначен для монтажа на печатную плату) в разъем не вставишь, но можно припаять к его электродам проводники, и уже их вставить в разъем. Для проверки ПТ с p-каналом полярность питания и светодиода нужно изменить на обратную.

Иногда полупроводниковые приборы выходят из строя бурно, с пиротехническими, дымовыми и световыми эффектами.

В этом случае на корпусе образуются дыры, он трескается или разлетается на куски. И можно сделать однозначный вывод об их неисправности, не прибегая к приборам.

В заключение скажем, что буквы MOS в аббревиатуре MOSFET расшифровываются как Metal — Oxide — Semiconductor (металл – оксид – полупроводник). Такова структура ПТ – металлический затвор («кран») отделен от канала из полупроводника слоем диэлектрика (оксида кремния).

Надеюсь, с «трубами», «кранами» и прочей «сантехникой» вы сегодня разобрались.

Однако, теория, как известно, без практики мертва! Надо обязательно поэкспериментировать с полевиками, поковыряться, повозиться с их проверкой, пощупать, так сказать.


Как проверить полевые транзисторы. Как проверить полевой транзистор с управляющим P-N переходом

Полевые транзисторы - полупроводниковые приборы, в которых управление переходными процессами, а также величиной выходного тока осуществляется изменением величины электрического поля. Существует два вида данных устройств: с (в свою очередь делятся на транзисторы со встроенным каналом и с индукционным каналом) и с управляемым переходом. Полевые транзисторы благодаря своим уникальным характеристикам находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре: блоках питания, телевизорах, компьютерах и др.

При ремонте такой техники наверняка каждый начинающий радиолюбитель сталкивался с таким вопросом: как проверить полевой транзистор? Чаще всего с проверкой таких элементов можно столкнуться при ремонте импульсных блоков питания. В этой статье мы подробно расскажем, как это правильно сделать.

Как проверить полевой транзистор омметром

В первую очередь, чтобы приступить к проверке полевого транзистора, необходимо разобраться с его «цоколевкой», то есть с расположением выводов. На сегодняшний день существует множество различных исполнений таких элементов, соответственно, расположение электродов у них отличается. Часто можно встретить полупроводниковые транзисторы с подписанными контактами. Для маркировки используют латинские литеры G, D, S. Если же подписи нет, то необходимо воспользоваться справочной литературой.

Итак, разобравшись с маркировкой контактов, рассмотрим, как проверить полевой транзистор. Следующим шагом будет принятие необходимых мер безопасности, потому что полевые приборы очень чувствительны к статическому напряжению, и чтобы предотвратить выход из строя такого элемента, необходимо организовать заземление. Чтобы снять с себя накопленный статический заряд, обычно надевают на запястье антистатический заземляющий браслет.

Не следует также забывать, что хранить полевые транзисторы необходимо с замкнутыми выводами. Сняв статическое напряжение, можно переходить к процедуре проверки. Для этого понадобится простой омметр. У исправного элемента между всеми выводами сопротивление должно стремиться к бесконечности, но при этом существуют некоторые исключения. Сейчас мы рассмотрим, как проверить полевой транзистор n-типа.

Прикладываем положительный щуп прибора к электроду затвора (G), а отрицательный щуп к контакту истока (S). В этот момент начинает заряжаться емкость затвора и элемент открывается. При измерении сопротивления между истоком и стоком (D) омметр покажет некоторую величину сопротивления. В разных типах транзисторов эта величина различна. Если закоротить выводы транзистора, то сопротивление между стоком и истоком снова будет стремиться к бесконечности. Если этого не произошло, значит, транзистор неисправен.

Если вы спросите, как проверить полевой транзистор P-типа, то ответ прост: повторяем вышеописанную процедуру, только меняем полярность. Не следует также забывать, что современные мощные полевые транзисторы между истоком и стоком имеют встроенный диод, соответственно «прозванивается» он только в одну сторону.

Проверка полевого транзистора мультиметром

При наличии прибора «мультиметра», можно проверить полевой транзистор. Для этого выставляем в режим «прозвонки» диодов и вводим полевой элемент в режим насыщения. Если транзистор N-типа, то минусовым щупом касаемся стока, а плюсовым - затвора. Исправный транзистор в таком случае открывается. Переносим плюсовой щуп, не отрывая минусового, на исток, и мультиметр показывает какое-то значение сопротивления. После этого запираем транзистор: не отрывая щупа от истока, минусовым касаемся затвора и возвращаем на сток. Транзистор заперт, и сопротивление стремится к бесконечности.


Многие радиолюбители спрашивают: «Как проверить полевой транзистор, не выпаивая?» Сразу ответим, что стопроцентного способа не существует. Для этого используют мультиметр с колодкой HFE, но этот метод часто дает сбой, и можно потратить много времени впустую.

Полупроводниковые элементы используются практически во всех электронных схемах. Те, кто называют их наиболее важными и самыми распространенными радиодеталями абсолютно правы. Но любые компоненты не вечны, перегрузка по напряжению и току, нарушение температурного режима и другие факторы могут вывести их из строя. Расскажем (не перегружая теорией), как проверить работоспособность различных типов транзисторов (npn, pnp, полярных и составных) пользуясь тестером или мультиметром.

Прежде, чем проверить мультиметром любой элемент на исправность, будь то транзистор, тиристор, конденсатор или резистор, необходимо определить его тип и характеристики. Сделать это можно по маркировке. Узнав ее, не составит труда найти техническое описание (даташит) на тематических сайтах. С его помощью мы узнаем тип, цоколевку, основные характеристики и другую полезную информацию, включая аналоги для замены.

Например, в телевизоре перестала работать развертка. Подозрение вызывает строчный транзистор с маркировкой D2499 (кстати, довольно распространенный случай). Найдя в интернете спецификацию (ее фрагмент показан на рисунке 2), мы получаем всю необходимую для тестирования информацию.

Рисунок 2. Фрагмент спецификации на 2SD2499

Большая вероятность, что найденный даташит будет на английском, ничего страшного, технический текст легко воспринимается даже без знания языка.

Определив тип и цоколевку, выпаиваем деталь и приступаем к проверке. Ниже приведены инструкции, с помощью которых мы будем тестировать наиболее распространенные полупроводниковые элементы.

Проверка биполярного транзистора мультиметром

Это наиболее распространенный компонент, например серии КТ315, КТ361 и т.д.

С тестированием данного типа проблем не возникнет, достаточно представить pn переход в как диод. Тогда структуры pnp и npn будут иметь вид двух встречно или обратно подключенных диодов со средней точкой (см. рис.3).


Рисунок 3. «Диодные аналоги» переходов pnp и npn

Присоединяем к мультиметру щупы, черный к «СОМ» (это будет минус), а красный к гнезду «VΩmA» (плюс). Включаем тестирующее устройство, переводим его в режим прозвонки или измерения сопротивления (достаточно установить предел 2кОм), и приступаем к тестированию. Начнем с pnp проводимости:

  1. Присоединяем черный щуп к выводу «Б», а красный (от гнезда «VΩmA») к ножке «Э». Смотрим на показания мультиметра, он должен отобразить величину сопротивления перехода. Нормальным считается диапазон от 0,6 кОм до 1,3 кОм.
  2. Таким же образом проводим измерения между выводами «Б» и «К». Показания должны быть в том же диапазоне.

Если при первом и/или втором измерении мультиметр отобразит минимальное сопротивление, значит в переходе(ах) пробой и деталь требует замены.

  1. Меняем полярность (красный и черный щуп) местами и повторяем измерения. Если электронный компонент исправный, отобразится сопротивление, стремящееся к минимальному значению. При показании «1» (измеряемая величина превышает возможности устройства), можно констатировать внутренний обрыв в цепи, следовательно, потребуется замена радиоэлемента.

Тестирование устройства обратной проводимости производится по такому же принципу, с небольшим изменением:

  1. Красный щуп подключаем к ножке «Б» и проверяем сопротивление черным щупом (прикасаясь к выводам «К» и «Э», поочередно), оно должно быть минимальным.
  2. Меняем полярность и повторяем измерения, мультиметр покажет сопротивление в диапазоне 0,6-1,3 кОм.

Отклонения от этих значений говорят о неисправности компонента.

Проверка работоспособности полевого транзистора

Этот тип полупроводниковых элементов также называют mosfet и моп компонентами. На рисунке 4 показано графическое обозначение n- и p-канальных полевиков в принципиальных схемах.


Рис 4. Полевые транзисторы (N- и P-канальный)

Для проверки этих устройств подключаем щупы к мультиметру, таким же образом, как и при тестировании биполярных полупроводников, и устанавливаем тип тестирования «прозвонка». Далее действуем по следующему алгоритму (для n-канального элемента):

  1. Касаемся черным проводом ножки «с», а красным – вывода «и». Отобразится сопротивление на встроенном диоде, запоминаем показание.
  2. Теперь необходимо «открыть» переход (получится только частично), для этого щуп с красным проводом соединяем с выводом «з».
  3. Повторяем измерение, проведенное в п. 1, показание изменится в меньшую сторону, что говорит о частичном «открытии» полевика.
  4. Теперь необходимо «закрыть» компонент, с этой целью соединяем отрицательный щуп (провод черного цвета) с ножкой «з».
  5. Повторяем действия п. 1, отобразится исходное значение, следовательно, произошло «закрытие», что говорит об исправности компонента.

Для тестирования элементов p-канального типа последовательность действий остается той же, за исключением полярности щупов, ее нужно поменять на противоположную.

Заметим, что биполярные элементы, у которых изолированный затвор (IGBT), тестируются также, как описано выше. На рисунке 5 показан компонент SC12850, относящийся к этому классу.


Рис 5. IGBT транзистор SC12850

Для тестирования необходимо выполнить те же действия, что и для полевого полупроводникового элемента, с учетом, что сток и исток последнего будут соответствовать коллектору и эмиттеру.

В некоторых случаях потенциала на щупах мультиметра может быть недостаточно (например, чтобы «открыть» мощный силовой транзистор), в такой ситуации понадобится дополнительное питание (хватит 12 вольт). Подключать его нужно через сопротивление 1500-2000 Ом.

Проверка составного транзистора

Такой полупроводниковый элемент еще называют «транзистор Дарлингтона», по сути это два элемента, собранные в одном корпусе. Для примера, на рисунке 6 показан фрагмент спецификации к КТ827А, где отображена эквивалентная схема его устройства.


Рис 6. Эквивалентная схема транзистора КТ827А

Проверить такой элемент мультиметром не получится, потребуется сделать простейший пробник, его схема показана на рисунке 7.


Рис. 7. Схема для проверки составного транзистора

Обозначение:

  • Т – тестируемый элемент, в нашем случае КТ827А.
  • Л – лампочка.
  • R – резистор, его номинал рассчитываем по формуле h31Э*U/I, то есть, умножаем величину входящего напряжения на минимальное значение коэффициента усиления (для КТ827A – 750), полученный результат делим на ток нагрузки. Допустим, мы используем лампочку от габаритных огней автомобиля мощностью 5 Вт, ток нагрузки составит 0,42 А (5/12). Следовательно, нам понадобится резистор на 21 кОм (750*12/0,42).

Тестирование производится следующим образом:

  1. Подключаем к базе плюс от источника, в результате должна засветиться лампочка.
  2. Подаем минус – лампочка гаснет.

Такой результат говорит о работоспособности радиодетали, при других результатах потребуется замена.

Как проверить однопереходной транзистор

В качестве примера приведем КТ117, фрагмент из его спецификации показан на рисунке 8.


Рис 8. КТ117, графическое изображение и эквивалентная схема

Проверка элемента осуществляется следующим образом:

Переводим мультиметр в режим прозвонки и проверяем сопротивление между ножками «Б1» и «Б2», если оно незначительное, можно констатировать пробой.

Как проверить транзистор мультиметром, не выпаивая их схемы?

Этот вопрос довольно актуальный, особенно в тех случаях, если необходимо тестировать целостность smd элементов. К сожалению, только биполярные транзисторы можно проверить мультиметром не выпаивая из платы. Но даже в этом случае нельзя быть уверенным в результате, поскольку не редки случаи, когда p-n переход элемента зашунтирован низкоомным сопротивлением.

Такие полупроводниковые элементы, как транзисторы, являются неотъемлемой частью практически всех электронных схем - от радиоприемников до системных плат сверхсложных вычислительных центров. Проверка этого элемента на работоспособность - операция, которую обязан уметь выполнять любой человек, так или иначе занимающийся ремонтом электронных плат, будь он профессиональный ремонтник или любитель.

Для осуществления этой операции можно применять специальный тестер транзисторов, но если его нет под рукой, или в его надежности есть сомнения, можно воспользоваться самым обыкновенным мультиметром. Даже те модели, которые не имеют специального гнезда для проверки биполярных или полевых транзисторов, могут быть использованы для точной проверки. Для этого мультиметр выставляется в режим максимального сопротивления, либо «прозвонки», если таковой есть.

Общий алгоритм проверки

Как проверить транзистор мультиметром? В общем и целом алгоритм выглядит так:

Дальнейшие действия по проверке будут зависеть от того, какого типа элемент требуется проверить. В основном в электронике применяются полупроводниковые элементы двух видов - биполярный и полевой.

Биполярный

Как проверить биполярный транзистор мультиметром? В первую очередь нужно выяснить, к какому из двух подтипов - npn или pnp он относится. Для этого вспомним, что же вообще такое биполярный транзистор.

Это полупроводниковый элемент, в котором реализован так называемый npn или pnp переход. N-p-n - это переход «электрон — дырка — электрон», p-n-p, соответственно, наоборот, «дырка — электрон — дырка». Конструктивно он состоит из трех частей - эмиттера, коллектора и базы. Фактически биполярник - это два сопряженных обыкновенных диода, у которых база является общей точкой соединения.

На схеме pnp транзистор отличается от своего npn-собрата направлением стрелки в круге - стрелки эмиттерного перехода. У схемы p-n-p она направлена к базе, у n-p-n - наоборот.

Эту разницу нужно знать для проверки биполярного транзистора. Pnp-схема открывается приложением к базе отрицательного напряжения, npn - положительного. Но перед этим необходимо выяснить, какой из контактов проверяемого транзистора является базой, какой эмиттером, а какой коллектором.

Обратите внимание, что определить описанным ниже способом, какой из контактов - база, а какие - эмиттер и коллектор, можно только у исправного элемента. Сам по себе факт прохождения транзистором этой проверки говорит о том, что он, скорее всего, исправен.

Инструкция здесь может быть следующая:

  1. красный (плюсовой) щуп подключается к первому попавшемуся выводу, например левому, черным (минусовым) поочередно касаются центрального и правого. Фиксируют значение «1» на центральном, и 816 Ом, например, на правом;
  2. красный щуп мультиметра закорачивают с центральным контактом, черный - поочередно с боковыми. Прибор выдает «1» на левом и какое-либо значение, допустим, 807 - на правом;
  3. при контакте красного щупа мультиметра с правым выводом, а черного - с левым и центральным получаем в обоих случаях «1». Это означает, что база определена - это и есть правый контакт транзистора. А сам транзистор - pnp-типа.

В принципе, этого достаточно, чтобы сказать, что транзистор исправен. Теперь, чтобы проверить его структуру и конкретное расположение эмиттера и коллектора, закорачиваем черный (минусовой) щуп мультиметра с базой, а красный - по очереди с левым и центральным контактом.


Тот контакт, что дает меньшую величину сопротивления, будет коллекторным (в нашем случае 807 Ом). Тот, что большую - 816 Ом - является эмиттерным.

Проверка транзистора npn типа происходит так же, только к базе прикладывается плюсовой контакт.

Это способ проверки p-n переходов между базой и коллектором и базой и эмиттером. Показания мультиметра могут быть разными, в зависимости от типа транзистора, но всегда будут лежать в пределах 500-1200 Ом. Для завершения испытания коснитесь щупами эмиттера и коллектора. Исправный элемент при этом будет выдавать бесконечно большое сопротивление вне зависимости от своего типа, как бы вы ни меняли полярность. Если значение на экране отличается от «1» — один из переходов пробит, деталь непригодна к работе.

Проверка без выпаивания

Если у вас нет уверенности, что проверять нужно именно этот транзистор, измерить его параметры можно и на плате, не выпаивая. Но при этом мультиметр должен показывать значения в пределах 500-1200 Ом. Если они измеряются единицами или даже десятками Ом - схема зашунтирована низкоомными резисторами. Для точной проверки транзистор придется выпаять.

Полевой

Полевой, он же - mosfet транзистор отличается от биполярного тем, что в нем может протекать либо только положительный заряд, либо только отрицательный («дырка» или электрон). Его контакты имеют иное значение - затвор, сток, исток.


Как проверить полевой транзистор мультиметром? Методика проверки почти та же, что и в предыдущем случае, но предварительно, во избежание выхода элемента из строя, необходимо снять с себя заряд статического электричества, так как полевик очень чувствителен к статике. Используйте антистатический браслет либо просто коснитесь рукой заземленного металлического элемента, например корпуса приборного шкафа.

Полевики всегда имеют небольшую проводимость между стоком и истоком, которая выявляется на экране мультиметра как сопротивление порядка 400-700 Ом. Если поменять полярность, сопротивление незначительно изменится, возрастет или упадет на 40-60 Ом. Перед этим необходимо закоротить исток и сток между собой, чтобы «обнулить» емкости переходов.

Если при проверке с помощью мультиметра между истоком и стоком обнаруживается бесконечно большое сопротивление, полевой транзистор неисправен.
Между истоком и затвором либо стоком и затвором также будет обнаруживаться проводимость, но только в одну сторону. Плюс, приложенный к затвору, а минус - к истоку, вызовет открытие перехода и, соответственно, значение на экране в границах 400-700 Ом. Обратная схема - плюс к истоку, минус к затвору - у исправного полевика даст «1», то есть. очень большое сопротивление.

Проверка линии сток-затвор проходит аналогично. Если же линия исток-затвор или сток-затвор имеет проводимость в обе стороны, это значит, что полевой транзистор пробит.

В заключение надо сказать несколько слов о составном типе. Составной транзистор - это элемент, соединяющий в себе два обычных биполярных транзистора (иногда три и более). Проверка мультиметром производится аналогично методологии для простого «биполярника».

Инструкция

Проверить полевой транзистор, когда он впаян в электронную схему не получится, поэтому перед проверкой выпаяйте его. Осмотрите корпус. Если на корпусе есть дырка от расплавления кристалла, то проверять транзистор нет смысла. Если же корпус целый, то можно приступать к проверке.

Подавляющее большинство мощных полевых транзисторов имеют структуру MOS-FET и n-канал с изолированным затвором. Реже встречаются с p-каналом, в основном в оконечных каскадах звуковых усилителей. Разные структуры полевых транзисторов требуют разных способов их проверки.

Выпаяв транзистор, дайте ему остыть.

Положите транзистор на сухой лист бумаги. Вставьте провода омметра красный в плюсовой разъем, а черный в минусовой. Установите предел измерений на 1кОм. Сопротивление канала открытого транзистора зависит от приложенного напряжения к затвору относительно истока, поэтому в процессе работы с транзистором, вы можете установить более удобный для вас предел измерения. Подключение электродов внутри корпуса показано на фото.

Коснитесь черным щупом электрода «исток» транзистора, а красным прикоснитесь к электроду «сток». Если прибор покажет короткое замыкание, уберите щупы и соедините все три электрода плоской отверткой. Цель – разрядить емкостный переход затвора, возможно, он был заряжен. После этого повторите измерение сопротивления канала. Если прибор по-прежнему показывает короткое замыкание, значит, транзистор неисправен и подлежит замене.

Если прибор показал сопротивление близкое к бесконечности, то проверьте переход затвора. Она проверяется аналогично переходу канала. Коснитесь любым щупом электрода «исток» транзистора, а другим прикоснитесь к электроду «затвор». Сопротивление должно быть бесконечно большим. Изолированный затвор электрически не связан с каналом транзистора и любое обнаруженное сопротивление в этой цепи говорит о неисправности транзистора.

Методика проверки полностью исправного транзистора выглядит так: Прикоснитесь черным щупом омметра к электроду «исток» транзистора, коснитесь красным щупом электрода «затвор». Сопротивление должно быть бесконечно большим, затем, не замыкая «затвор» на другие электроды, коснитесь красным щупом электрода «сток». Прибор покажет маленькое сопротивление на этом участке. Величина этого сопротивления зависит от напряжения между щупами омметра. Теперь коснитесь красным щупом электрода «исток», повторите вышеописанную процедуру. Сопротивление канала будет очень большое, близкое к бесконечности. Способ проверки MOS-FET транзистора с p-каналом отличается тем, что при измерениях надо поменять между собой красный и черный щупы омметра.

Отказ системы, в которой используется одновременно множество электромагнитных реле , может быть вызван неисправностью всего одного из них. Не допустить такой ситуации можно лишь путем их регулярной проверки.

Инструкция

Независимо от способа проверки реле , на время его испытания обязательно подключите параллельно его обмотке диод типа 1N4007 в обратной полярности. Такой же диод желательно установить и в схему, где оно работает постоянно, если только по алгоритму ее работы на обмотку не подается по очереди напряжение различной полярности. Извлечение реле и установку его в устройство производите тогда, когда последнее обесточено.

Если необходимо провести проверку реле в статическом режиме, просто подавайте на его обмотку напряжение, равное минимальному напряжению срабатывания. Когда оно подано, должны гарантированно размыкаться все нормально замкнутые контакты и замыкаться все нормально разомкнутые. При снятия напряжения с обмотки ситуация должны меняться на противоположную в отношении всех контактных групп. Для проверки состояния контактов используйте обычный омметр или даже пробник с батарейкой и лампочкой.

Проверку реле в динамическом режиме осуществляйте при помощи обычного мультивибратора на двух транзисторах. Подключите его в качестве нагрузки одного из транзисторов. Меняя номиналы частотозадающих элементов, сделайте частоту срабатывания реле близкой к предельной для него (она указана в документации). Чтобы проверить ту или иную контактную группу, подайте на нее напряжение через лампочку или мощный резистор таким образом, чтобы ток через нее не превышал предельный. Параллельно группе подключите осциллограф. Убедитесь по изображению на его экране, что в срабатывании контактов отсутствуют перебои. Проверьте таким образом поочередно все группы. Не держите реле в таком режиме слишком долго, поскольку при быстром срабатывании оно изнашивается.

В случае выявления неисправности реле дальнейшие действия осуществляйте в зависимости от его типа. Если оно допускает регулировку контактов, осуществите таковую, если же нет, замените реле целиком. В случае, если неправильно функционирует только одна контактная группа, просто задействуйте вместо нее другую либо переставьте реле в такой узел, где она не задействована.

Видео по теме

Некоторые модели тестеров оснащены встроенными измерителями коэффициента усиления маломощных транзисторов . Если же вы таким прибором не обладаете, то исправность транзисторов можно проверить обычным тестером в режиме омметра, либо же при помощи цифрового тестера в режиме проверки диодов.

Инструкция

Для проверки биполярных транзисторов присоедините один щуп мультиметра подключите к базе транзистора, второй щуп подносите поочередно к эмиттеру и коллектору, потом поменяйте щупы местами повторите те же действия. Обратите внимание, что внутри электродов многих цифровых либо же мощных транзисторов могут располагаться защитные диоды между коллектором и эмиттером и встроенные резисторы между базой и эмиттером или в цепи базы, если вы этого не знаете, то по ошибке можете посчитать этот элемент неисправным.

При проверке полевых транзисторов учитывайте тот факт, что они бывают самых разнообразных видов. К примеру, проверка транзисторов , имеющих затвор на основе запорного слоя p-n-перехода, осуществляется так. Возьмите обычный стрелочный омметр или цифровой (второй более удобный).

Измерьте сопротивление между стоком и истоком, оно должно иметь небольшую величину и быть приблизительно равным в обоих направлениях. Теперь измерьте прямое и обратное сопротивление перехода, для этого подключите щупы к затвору и стоку (либо истоку). Если транзистор исправен, сопротивление будет разным в обоих направлениях.

Когда проверяете сопротивление между стоком и истоком, снимите заряд с затвора, для этого в течение пар секунд замкните его с истоком, если этого не сделать – вы получите неповторяющийся результат. Большинство маломощных полевых транзисторов крайне чувствительно к статике. Потому перед тем, как взять транзистор в руки, убедитесь, что на вашем теле не осталось зарядов. Чтобы освободиться от них, коснитесь рукой любого заземленного прибора (подойдет батарея отопления). Мощные полевые транзисторы чаще всего оснащены защитой от статики, но даже несмотря на это защита при работе с ними также не повредит.

Красивое и романтичное название полевого цветка иван-да-марья связано с древними славянскими легендами о запретной и нерушимой любви. Этот цветок собирали в числе прочих в купальскую ночь и использовали для различных обрядов.

Какой полевой цветок называют Иван-да-Марья

На самом деле этим именем называют несколько совершенно различных растений, относящихся к разным семействам. Поэтому довольно сложно сказать точно, какой именно цветок звали так наши предки. Во всяком случае, известно, что это название носит двухцветный цветок, обычно желтый с фиолетовым.

Чаще всего иваном-да-марьей называют растение, известное в ботанике как марьянник дубравный – однолетнее дикорастущее растение, отличающееся ярко-желтыми цветками с фиолетовыми прицветниками. Другие названия этого растения – иванова трава, брат с сестрой.

Иногда иваном-да-марьей зовут также фиалку трехцветную (анютины глазки) или луговой шалфей, реже – барвинок малый.

Легенды об Иване-да-Марье

Наиболее распространенная версия легенды, объясняющей название цветка, связана с именем Ивана Купалы.

Родились когда-то в одной семье близнецы – мальчик и девочка, Купала и Кострома. Когда они были еще маленькими детьми, Купалу унесла в далекие края птица Сирин. Спустя много лет молодой человек плыл по реке на лодке, странствуя в незнакомых землях. Тем часом мимо его лодки проплывал девичий венок. Купала подобрал его, а сойдя на берег, встретил и его хозяйку – красавицу Кострому. Молодые люди всем сердцем полюбили друг друга. Они поженились по славянскому обычаю. И лишь потом, придя в родную деревню, узнали о том, что приходятся друг другу родными братом и сестрой.

Согласно одной из версий легенды, боги покарали Кострому и Купалу за их запретную любовь, обратив их в цветок. По другой версии, несчастные влюбленные сами попросили об этом богов, чтобы никогда не разлучаться.

Еще один вариант предания рассказывает о том, что Кострома, не вынеся позора, пошла топиться в реке и превратилась в русалку, мару.

Самая жестокая легенда повествует о сестре, которая попыталась соблазнить своего брата, за что и была им убита. Перед смертью же она попросила посадить этот цветок на ее могиле.

Более «мягкая» история – о брате и сестре, которые жили на берегу реки. Однажды сестру заманили русалки и превратили в мару, жену водяного. Тогда ее брат собрал полынь-траву и с ее помощью одолел водяного.

Символика растения

Иван-да-марья – один из главных символов праздника Ивана Купалы, знак нерушимой любви.

Кроме того, считается, что желтый цвет символизирует огонь, а фиолетовый – воду (росу). Таким образом, иван-да-марья – символ единения противоположностей, знак огня и воды.

Видео по теме

Источники:

  • как проверить полевые транзисторы
Содержание:

В радиоэлектронике и электротехнике транзисторы относятся к одним из основных элементов, без которых не будет работать ни одна схема. Среди них, наиболее широкое распространение получили полевые транзисторы, управляемые электрическим полем. Само электрическое поле возникает под действием напряжения, следовательно, каждый полевой транзистор является полупроводниковым прибором, управляемым напряжением. Наиболее часто применяются элементы с изолированным затвором. В процессе эксплуатации радиоэлектронных устройств и оборудования довольно часто возникает необходимость проверить полевой транзистор мультиметром, не нарушая общей схемы и не выпаивая его. Кроме того, на результаты проверки оказывает влияние модификация этих устройств, которые технологически разделяются на п- или р-канальные.

Устройство и принцип действия полевых транзисторов

Полевые транзисторы относятся к категории полупроводниковых приборов. Их усиливающие свойства создаются потоком основных носителей, который протекает через проводящий канал и управляется электрическим полем. Полевые транзисторы, в отличие от биполярных, для своей работы используют основные носители заряда, расположенные в полупроводнике. По своим конструктивным особенностям и технологии производства полевые транзисторы разделяются на две группы: элементы с управляющим р-п-переходом и устройства с изолированным затвором.

К первому варианту относятся элементы, затвор которых отделяется от канала р-п-переходом, смещенным в обратном направлении. Носители заряда входят в канал через электрод, называемый истоком. Выходной электрод, через который носители заряда уходят, называется стоком. Третий электрод - затвор выполняет функцию регулировки поперечного сечения канала.

Когда к истоку подключается отрицательное, а к стоку положительное напряжение, в самом канале появляется электрический ток. Он создается за счет движения от истока к стоку основных носителей заряда, то есть электронов. Еще одной характерной особенностью полевых транзисторов является движение электронов вдоль всего электронно-дырочного перехода.

Между затвором и каналом создается электрическое поле, способствующее изменению плотности носителей заряда в канале. То есть, изменяется величина протекающего тока. Поскольку управление происходит с помощью обратно смещенного р-п-перехода, сопротивление между каналом и управляющим электродом будет велико, а мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, очень мала. За счет этого обеспечивается усиление электромагнитных колебаний не только по току и напряжению, но и по мощности.


Существуют полевые транзисторы, у которых затвор отделяется от канала слоем диэлектрика. В состав элемента с изолированным затвором входит подложка - полупроводниковая пластина, имеющая относительно высокое . В свою очередь, она состоит из двух областей с противоположными типами электропроводности. На каждую из них нанесен металлический электрод - исток и сток. Поверхность между ними покрывает тонкий слой диэлектрика. Таким образом, в полученную структуру входят металл, диэлектрик и полупроводник. Данное свойство позволяет проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая. Поэтому данный вид транзисторов сокращенно называют МДП. Они различаются наличием индуцированных или встроенных каналов.

Проверка мультиметром

Перед началом проверки на исправность полевого транзистора мультиметром, рекомендуется принять определенные меры безопасности, с целью предотвращения выхода транзистора из строя. Полевые транзисторы обладают высокой чувствительностью к статическому электричеству, поэтому перед их проверкой необходимо организовать заземление. Для снятия с себя накопленных статических зарядов, следует воспользоваться антистатическим заземляющим браслетом, надеваемым на руку. В случае отсутствия такого браслета можно просто коснуться рукой батареи отопления или других заземленных предметов.


Хранение полевых транзисторов, особенно с малой мощностью, должно осуществляться с соблюдением определенных правил. Одно из них заключается в том, что выводы транзисторов в этот период, находятся в замкнутом состоянии между собой. Конфигурация цоколей, то есть расположение выводов в различных моделях транзисторов может отличаться. Однако их маркировка остается неизменной, в соответствии с общепринятыми стандартами. Затвор по-английски означает Gate, сток - Drain, исток - Source, а для маркировки используются соответствующие буквы G, D и S. Если маркировка отсутствует необходимо воспользоваться специальным справочником или официальным документом от производителя электронных компонентов.

Проверку можно выполнить с помощью , но более удобной и эффективной будет прозвонка цифровым мультиметром, настроенным на тестирование p-n-переходов. Полученное значение сопротивления, отображаемое на дисплее, на пределе х100 численно будет соответствовать напряжению на р-п-переходе в милливольтах. После подготовки можно переходить к непосредственной проверке. Прежде всего нужно знать, что исправный транзистор обладает бесконечным сопротивлением между всеми его выводами. Прибор должен показывать такое сопротивление независимо от полярности щупов, то есть прикладываемого напряжения.


Современные мощные полевые транзисторы имеют встроенный диод, расположенный между стоком и истоком. В результате, при решении задачи, как прозвонить полевой транзистор мультиметром, канал сток-исток, ведет себя аналогично обычному диоду. Отрицательным щупом черного цвета необходимо коснуться подложки - стоку D, а положительным красным щупом - вывода истока S. Мультиметр покажет наличие прямого падения напряжения на внутреннем диоде до 500-800 милливольт. В обратном смещении, когда транзистор закрыт, прибор будет показывать бесконечно высокое сопротивление.

Далее, черный щуп остается на месте, а красный щуп касается вывода затвора G и вновь возвращается к выводу истока S. В этом случае мультиметр покажет значение, близкое к нулю, независимо от полярности приложенного напряжения. Транзистор откроется в результате прикосновения. Некоторые цифровые устройства могут показывать не нулевое значение, а 150-170 милливольт.

Если после этого, не отпуская красного щупа, коснуться черным щупом вывода затвора G, а затем возвратить его к выводу подложки стока D, то в этом случае произойдет закрытие транзистора, и мультиметр вновь отобразит падение напряжения на диоде. Такие показания характерны для большинства п-канальных устройств, используемых в видеокартах и материнских платах. Проверка р-канальных транзисторов осуществляется таким же образом, только со сменой полярности щупов мультиметра.

Как проверить транзистор mosfet – АвтоТоп

Для проверки исправности полевого транзистора можно воспользоваться любым цифровым мультиметром с функцией «прозвонки» диодов. Данная функция работает таким образом, что позволяет измерить прямое падение напряжения на p-n-переходе, которое и будет отображено на дисплее мультиметра в ходе тестирования.

В процессе данной проверки мультиметр способен пропустить через проверяемую цепь ток в пределах нескольких миллиампер, и если падение напряжения окажется при этом слишком малым, то в случае наличия у прибора функции звукового оповещения, он запищит. А поскольку в любом полевом транзисторе присутствуют p-n-переходы, то можно рассчитывать на вполне адекватный результат.

Прежде чем проверять полевой транзистор на исправность, замкните на секунду фольгой все его выводы чтобы снять статический заряд, чтобы разрядить все его переходные емкости, включая емкость затвор-исток.

Проверка встроенного обратного диода

Практически в любом современном полевом транзисторе, за исключением специальных их типов, параллельно цепи сток-исток включен внутренний «защитный» диод.

Наличие этого диода внутри полевика обусловлено особенностями технологии производства мощных транзисторов. Иногда он мешает, считается паразитным, однако в большинстве полевых транзисторов без него, как части цельной структуры электронного компонента, не обойтись. Следовательно, в исправном полевом транзисторе данный диод тоже должен быть исправным. В n-канальном полевом транзисторе данный диод включен катодом к стоку, анодом — к истоку, а в p-канальном — анодом к стоку, катодом — к истоку.

Включите мультиметр в режим «прозвонки» диодов. Если полевой транзистор является n-канальным, то красный щуп мультиметра приложите к его истоку (source), а черный — к стоку (drain).

Обычно сток находится посередине и соединен с проводящей подложкой транзистора, а истоком является правый вывод (уточните это в datasheet). В случае если внутренний диод исправен, на дисплее мультиметра отобразится прямое падение напряжения на нем – в районе 0,4-0,7 вольт. Если теперь положение щупов изменить на противоположное, то прибор покажет бесконечность. Если все так, значит внутренний диод исправен.

Проверка цепи сток-исток

Полевой транзистор управляется электрическим полем затвора. И если емкость затвор-исток зарядить, то проводимость в направлении сток-исток увеличится.

Итак, если транзистор является n-канальным, приложите черный щуп к затвору (gate), а красный — к истоку, и через секунду измените расположение щупов на противоположное — красный к затвору, а черный — к истоку. Так мы сначала наверняка разрядили затвор, а после — зарядили его. Затвор обычно слева, а исток — справа (см. datasheet).

Теперь красный щуп переместите с затвора — на сток, а черный пусть останется на истоке. Если транзистор исправен, то как только вы переместите красный щуп с затвора на сток, мультиметр покажет что на стоке есть падение напряжения (не бесконечное, но может увеличиваться) — это значит, что транзистор перешел в проводящее состояние.

Теперь красный щуп на исток, а черный — на затвор (разряжаем затвор противоположной полярностью), после чего снова красный щуп на сток, а черный — на исток. Прибор должен показать бесконечность — транзистор закрылся. Для p-канального полевого транзистора щупы просто меняются местами.

Если прибор запищит

Если на этапе проверки сток-исток прибор запищит, это может быть вполне нормальным, ведь у современных полевых транзисторов сопротивление сток-исток в открытом состоянии бывает очень маленьким. Главное — чтобы не было звона затвор-исток и сток-исток, особенно в тот момент когда затвор заряжен противоположной полярностью. Как вариант, можно соединить затвор с истоком и в таком положении прозвонить сток-исток (для n-канального красный на сток, черный — на исток), прибор должен показать бесконечность.

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Вступайте в наши группы в социальных сетях:

Для проверки полевого транзистора понадобятся мультиметр и источник питания 9-12 вольт. Проверяться будет полевой транзистор n-типа IRF740. Расположение выводов и иные параметры на IRF740 можно посмотреть в datasheet.

Для проверки транзисторов черный щуп подключается к гнезду “COM” мультиметра, красный – к гнезду “V/ Ω”. Мультиметр включается в режим проверки полупроводников.

Пинцетом или перемычкой замкните кратковременно исток и затвор транзистора. Потенциалы затвора и истока уравняются, транзистор будет гарантированно закрыт.

Присоедините красный щуп мультиметра к истоку, черный к стоку. Если транзистор исправен, мультиметр покажет падение напряжения на паразитном диоде (этот диод образуется при изготовлении транзистора).

Присоедините красный щуп мультиметра к стоку, черный к истоку. Если транзистор исправен, мультиметр покажет отсутствие замыкания и утечки.

Соедините минус источника питания (9-12 вольт) с истоком транзистора, на секунду присоедините плюс источника питания к затвору транзистора, при этом исправный транзистор откроется.

Далее присоедините красный щуп мультиметра к истоку, черный к стоку. Если транзистор исправен, мультиметр покажет короткое замыкание.

Присоедините красный щуп мультиметра к стоку, черный к истоку. Если транзистор исправен, мультиметр покажет короткое замыкание.

Для проверки полевых транзисторов n-типа можно собрать несложную схему. При нажатии кнопки лампочка загорается, при отпускании тухнет.

В этом видео показано как проверить полевой транзистор мультиметром:

В радиоэлектронике и электротехнике транзисторы относятся к одним из основных элементов, без которых не будет работать ни одна схема. Среди них, наиболее широкое распространение получили полевые транзисторы, управляемые электрическим полем. Само электрическое поле возникает под действием напряжения, следовательно, каждый полевой транзистор является полупроводниковым прибором, управляемым напряжением. Наиболее часто применяются элементы с изолированным затвором. В процессе эксплуатации радиоэлектронных устройств и оборудования довольно часто возникает необходимость проверить полевой транзистор мультиметром, не нарушая общей схемы и не выпаивая его. Кроме того, на результаты проверки оказывает влияние модификация этих устройств, которые технологически разделяются на п- или р-канальные.

Устройство и принцип действия полевых транзисторов

Полевые транзисторы относятся к категории полупроводниковых приборов. Их усиливающие свойства создаются потоком основных носителей, который протекает через проводящий канал и управляется электрическим полем. Полевые транзисторы, в отличие от биполярных, для своей работы используют основные носители заряда, расположенные в полупроводнике. По своим конструктивным особенностям и технологии производства полевые транзисторы разделяются на две группы: элементы с управляющим р-п-переходом и устройства с изолированным затвором.

К первому варианту относятся элементы, затвор которых отделяется от канала р-п-переходом, смещенным в обратном направлении. Носители заряда входят в канал через электрод, называемый истоком. Выходной электрод, через который носители заряда уходят, называется стоком. Третий электрод – затвор выполняет функцию регулировки поперечного сечения канала.

Когда к истоку подключается отрицательное, а к стоку положительное напряжение, в самом канале появляется электрический ток. Он создается за счет движения от истока к стоку основных носителей заряда, то есть электронов. Еще одной характерной особенностью полевых транзисторов является движение электронов вдоль всего электронно-дырочного перехода.

Между затвором и каналом создается электрическое поле, способствующее изменению плотности носителей заряда в канале. То есть, изменяется величина протекающего тока. Поскольку управление происходит с помощью обратно смещенного р-п-перехода, сопротивление между каналом и управляющим электродом будет велико, а мощность, потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, очень мала. За счет этого обеспечивается усиление электромагнитных колебаний не только по току и напряжению, но и по мощности.

Существуют полевые транзисторы, у которых затвор отделяется от канала слоем диэлектрика. В состав элемента с изолированным затвором входит подложка – полупроводниковая пластина, имеющая относительно высокое удельное сопротивление. В свою очередь, она состоит из двух областей с противоположными типами электропроводности. На каждую из них нанесен металлический электрод – исток и сток. Поверхность между ними покрывает тонкий слой диэлектрика. Таким образом, в полученную структуру входят металл, диэлектрик и полупроводник. Данное свойство позволяет проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая. Поэтому данный вид транзисторов сокращенно называют МДП. Они различаются наличием индуцированных или встроенных каналов.

Проверка мультиметром

Перед началом проверки на исправность полевого транзистора мультиметром, рекомендуется принять определенные меры безопасности, с целью предотвращения выхода транзистора из строя. Полевые транзисторы обладают высокой чувствительностью к статическому электричеству, поэтому перед их проверкой необходимо организовать заземление. Для снятия с себя накопленных статических зарядов, следует воспользоваться антистатическим заземляющим браслетом, надеваемым на руку. В случае отсутствия такого браслета можно просто коснуться рукой батареи отопления или других заземленных предметов.

Хранение полевых транзисторов, особенно с малой мощностью, должно осуществляться с соблюдением определенных правил. Одно из них заключается в том, что выводы транзисторов в этот период, находятся в замкнутом состоянии между собой. Конфигурация цоколей, то есть расположение выводов в различных моделях транзисторов может отличаться. Однако их маркировка остается неизменной, в соответствии с общепринятыми стандартами. Затвор по-английски означает Gate, сток – Drain, исток – Source, а для маркировки используются соответствующие буквы G, D и S. Если маркировка отсутствует необходимо воспользоваться специальным справочником или официальным документом от производителя электронных компонентов.

Проверку можно выполнить с помощью стрелочного омметра, но более удобной и эффективной будет прозвонка цифровым мультиметром, настроенным на тестирование p-n-переходов. Полученное значение сопротивления, отображаемое на дисплее, на пределе х100 численно будет соответствовать напряжению на р-п-переходе в милливольтах. После подготовки можно переходить к непосредственной проверке. Прежде всего нужно знать, что исправный транзистор обладает бесконечным сопротивлением между всеми его выводами. Прибор должен показывать такое сопротивление независимо от полярности щупов, то есть прикладываемого напряжения.

Современные мощные полевые транзисторы имеют встроенный диод, расположенный между стоком и истоком. В результате, при решении задачи, как прозвонить полевой транзистор мультиметром, канал сток-исток, ведет себя аналогично обычному диоду. Отрицательным щупом черного цвета необходимо коснуться подложки – стоку D, а положительным красным щупом – вывода истока S. Мультиметр покажет наличие прямого падения напряжения на внутреннем диоде до 500-800 милливольт. В обратном смещении, когда транзистор закрыт, прибор будет показывать бесконечно высокое сопротивление.

Далее, черный щуп остается на месте, а красный щуп касается вывода затвора G и вновь возвращается к выводу истока S. В этом случае мультиметр покажет значение, близкое к нулю, независимо от полярности приложенного напряжения. Транзистор откроется в результате прикосновения. Некоторые цифровые устройства могут показывать не нулевое значение, а 150-170 милливольт.

Если после этого, не отпуская красного щупа, коснуться черным щупом вывода затвора G, а затем возвратить его к выводу подложки стока D, то в этом случае произойдет закрытие транзистора, и мультиметр вновь отобразит падение напряжения на диоде. Такие показания характерны для большинства п-канальных устройств, используемых в видеокартах и материнских платах. Проверка р-канальных транзисторов осуществляется таким же образом, только со сменой полярности щупов мультиметра.

Как проверить МДП полевой транзистор с помощью мультиметра

Проверяем на работоспособность полевой транзистор структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП, МОП, MOSFET, GIFET, MISFET).

Необходимое оборудование: мультиметр, цифровой или аналоговый, с возможностью проверки диодов.

N-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:

  • Gate = Затвор
  • Drain = Сток
  • Source = Исток

P-канальный МДП полевой транзистор с индуцированным переходом:

  • Затвор = Gate
  • Исток = Source
  • Сток = Drain

 

 

Внимание: проверка полевых транзисторов с p-n переходом (J-FET, JFET, JUGFET)  будет  описана в другой статье.

Наиболее распространённая цоколёвка МДП транзисторов:

Описываемая здесь последовательность действий лучше всего подходит для проверки МДП транзисторов средней и большой мощности, или - всех, что предназначены для крепления на радиатор.

 

Ограничения

  • При работе с малосигнальными МДП транзисторами требуется быть предельно осторожным относительно статического электричества, чтобы не поубивать их во время такой проверки.
  • МДП транзисторы, работающие в режиме обеднения (со встроенным каналом), надо проверять несколько иначе. Полезность данной статьи сей факт никак не уменьшает, и вот почему: вероятность того, что у вас окажется такой девайс, стремится к бесконечно малой величине. Если же вы справились-таки раздобыть Depletion Mode MOSFET - вам эта статья уж и подавно не нужна 😉
  • В случае, если вам повезло стать обладателем раритетного МДП устройства без структурного диода, то, соответственно, описанная ниже проверка структурного диода смысла не имеет.
  • Возможно, напряжения на щупах мультиметра не хватит для надёжного открытия транзистора. Тогда можно взять 9-вольтовую батарейку "крона" с последовательно включенным резистором не менее 1КОм и использовать этот источник для заряда затвора.

Проверяем

1) Затвор должен быть изолирован от других выводов
  • а) Подключаем чёрный "-" щуп мультиметра к выводу стока (фланец) или выводу истока, красным "+" щупом касаемся вывода затвора: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щупы в обратном порядке: сначала от затвора, потом от истока или стока. Следим, чтобы больше ничего не дотрагивалось до вывода затвора.
  • б) Подсоединяем красный щуп мультиметра к выводу стока или истока, чёрный - к затвору: прибор показывает разрыв цепи. Отсоединяем щуп сначала от затвора.

Разряжаем ёмкость затвора: берём транзистор за фланец крепления радиатора (вывод стока), если такового нет, то сначала дотрагиваемся до вывода стока или истока, потом нежно обнимаем все три ножки 🙂

 

2) Проверяем структурный диод.

Для этого проверяем на исправность диод, что между стоком и истоком, так же, как мы бы прозванивали обычный кремниевый диод.

  • а) В прямом включении падение как на обычном кремниевом диоде: мультиметр должен показать падение напряжения в диапазоне приблизительно от 0.4 до 0.7 Вольт.
  • б) В обратном включении - диод заперт.

3) Заряжаем ёмкость затвора - канал открыт.

Для n-канальных МДП транзисторов (а таковых подавляющее большинство):

  • n-а) Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода затвора.

В случае p-канального МДП транзистора полярность соответственно меняем на обратную.

  • p-а)  Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.
  • б) Замеряем падение на (при-)открытом канале.

Для этого щуп, только что коснувшийся затвора, переносим на сток. Прибор должен показать небольшое падение напряжения, или даже короткое замыкание, некоторые приборы при этом радостно пищат. Заряд с затвора исправного транзистора стекает исключительно медленно - канал должен оставаться открытым довольно долго.

 

4) Разряжаем затвор.

Для этого можно держась за фланец или вывод истока коснуться затвора. Можно это сделать пальцами, можно проводом, а можно повторить процедуру заряда ёмкости затвора, но приложив обратную полярность напряжения.

  • n) Для n-канальных МДП: Подключаем чёрный щуп мультиметра к выводу истока, красным щупом касаемся вывода стока.
  • p)  Для p-канальных МДП: Подключаем красный щуп мультиметра к выводу истока, чёрным щупом касаемся вывода затвора.

Убеждаемся, что канал закрыт: измеренное сопротивление или падение напряжения должно стремиться к бесконечности (помним о наличии структурного диода).

 

Возможные сюрпризы

Подавляющее большинство неисправностей МДП транзисторов так или иначе связано с пробоем изолятора затвора. Проявляться это может как вполне измеримой утечкой в цепи затвора, так и в постоянно открытым или наоборот закрытым состоянии канала, без малейшего намёка на пробой собственно затвора.

Разрушение кристалла при перегрузках часто сопровождается таким фейерверком, что ничего мерять там уже и не надо.

К сожалению, бывают ещё и скрытые дефекты, деградация качества прибора, вызванные пробоем и никак не проявляющиеся в тестах, описанных в данной статье. Недавно я сам попался на такой дефект при работе с маленькими полевиками (2n7002). Что тут можно посоветовать:

  1. Соблюдаем строжайшую антистатическую дисциплину
  2. Измеряем характеристики транзистора. В моём случае из-за скрытого пробоя лишь увеличилось пороговое напряжение отпирания транзистора.

 

Морской флот -

description

bookmark access_time personadmin chat_bubble0

Для особо сильно нагруженных узлов с большим крутящим моментом, применяются эвольвентные шлицевые соединения. Они способны выдерживать динамические нагрузки и работать …

description

Отвертка — простейший инструмент, который всегда должен быть под рукой: дома, на даче, в гараже, ведь трудно представить какое-либо изделие, …

description

После заливки бетонного пола на его поверхности обычно появляются различные неровности, которые могут стать причиной некачественного монтажа напольного покрытия. Чтобы …

description

Современные угловые шлифмашины, более известные как приборы под названием «болгарки», используются для различных технологических процессов при строительстве и ремонте. Подбирая …

description

Шлифовка придаёт внутреннему пространству дома из бруса красоту и завершённость. Даже строганый брус после усушки покрывается ворсом, это свойство присуще …

description

Когда деталь готова, ее поверхность следует тщательно отшлифовать. У деталей из цельного дерева принято сглаживать спилы или удалять следы клея, …

description

Какие преимущества ручной шлифовки? Шлифование дерева вручную хоть и требует больших трудозатрат, но взамен обеспечивает ряд важных преимуществ: менее агрессивную …

description

При проведении различного типа ремонта, на момент производства мебели или деревянных вещей нередко приходится проводить шлифование древесины. Существует довольно много …

description

Рекомендованные сообщения Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий Создать аккаунт Зарегистрируйтесь …

description

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность …

КОЛЬЦЕВОЙ ТРАНЗИСТОР ПОЛЕВЫХ ЭФФЕКТОВ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕРАГЕРЦОВЫХ ВОЛН, ИСПОЛЬЗУЕТ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАДВИЖКУ В КАЧЕСТВЕ АНТЕННЫ

Настоящее изобретение относится к полевому транзистору кольцевого типа (FET) для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны и, более конкретно, к полевому транзистору кольцевого типа для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора, который максимизирует асимметричный эффект в качестве антенны.

Для увеличения чувствительности терагерцового детектора заряд канала может быть собран в двумерной (2D) форме с помощью эффекта поля затвора.В общем, составные полупроводники имеют относительно высокую эффективность формирования заряда 2D-канала по сравнению с кремнием и, таким образом, получили широкое распространение. Однако в отношении составных полупроводников стоимость производства может быть выше, чем у кремния, и из-за неудобства процесса травления для формирования формы трудно применять различные асимметричные структуры. Кроме того, при использовании составных полупроводников интеграция периферийных элементов, таких как антенна и усилитель, может быть затруднена.По этой причине коммерциализация полупроводникового соединения также может быть затруднена.

В последние годы появились сообщения об улучшении характеристик детектора на основе кремниевого полевого транзистора (FET) за счет улучшения характеристик антенны и усилителя. В основном, поскольку кремниевый полевой транзистор имеет характеристику низкой мощности, улучшение реактивности терагерцового детектора может быть ограничено, когда характеристики периферийных элементов улучшаются только.

В общем случае терагерцовый (ТГц) детектор на основе полевого транзистора может позволить ТГц-волновым сигналам, соответствующим сигналам переменного тока, концентрироваться между двумя выводами, например затвором G и источником S трех внешних соединительных выводов, например , затвор G, исток S и сток D полевого транзистора. Благодаря этому ТГц детектор на основе полевого транзистора может получить асимметрию в величине заряда в области нижнего полупроводникового канала между истоком и стоком. Основываясь на таком асимметричном распределении заряда, ТГц детектор на основе полевого транзистора может обнаруживать фотоотклик, используя напряжение постоянного тока (DC) на выходном выводе, например, стока D, тем самым обнаруживая сигнал.

Как указано выше, для получения асимметрии в величине заряда для увеличения реактивности ТГц детектора на основе полевого транзистора эффективность антенны для приема волны ТГц может увеличиваться, а коэффициент усиления усилителя, усиливающего напряжение выходной терминал, сток D также может увеличиваться. Даже если используется вышеупомянутая схема, выходное напряжение полевого транзистора, который основан на симметричной структуре, может быть восприимчивым к шуму, и, таким образом, степень улучшения реактивности может быть относительно небольшой.

Когда полевой транзистор изготавливается с самовыравнивающейся структурой затвора, что является преимуществом кремниевого процесса, может потребоваться, чтобы области истока / стока, перекрывающие затвор, были асимметричными после того, как затвор был сформирован. Кроме того, может потребоваться дополнительный сложный процесс маски, такой как процесс ионной имплантации перекрытия для ультратонких и высокопроизводительных элементов, чтобы изменить либо области истока / стока, перекрывающие затвор. Из-за изотропной диффузии ионов, имплантированных для такой асимметрии, степень асимметрии истока / стока, обращенного к затвору, соответствующему терминалу, принимающему ТГц волну, может быть уменьшена, и, таким образом, эффект асимметрии заряда может быть незначительно высоким.

Процесс боковой стенки затвора (затвор, перекрывающий нижний канал) для перекрытия для высоковольтного силового устройства также может эффективно управлять эффектом асимметрии, регулируя толщину боковой стенки. В структуре перекрытия эффект асимметрии затвора после образования перекрытия может быть незначительным, а сопротивление элемента может увеличиваться, что может привести к увеличению эквивалентной мощности шума.

Хотя асимметричная область истока / стока создается на основе самовыравнивающейся структуры затвора, которая является основным методом типичного процесса полевого транзистора на основе кремниевой технологии, асимметричная область истока / стока, обращенная к затвору, соответствующему терминалу, принимающему ТГц -волна может иметь небольшие изменения или вообще не изменяться, и, таким образом, эффект асимметрии заряда может быть значительно уменьшен.Соответственно, для достижения асимметричной структуры области канала между истоком и стоком полевого транзистора на основе кремния и одновременно эффективной реализации структуры асимметрии для области истока / стока, обращенной к затвору, существует потребность в дополнительном методе. отличается от типичного метода самовыравнивания. Например, корейский выложенный патент № 2013-0133368 раскрывает терагерцовый детектор для максимизации эффекта асимметрии.

Вышеупомянутый патент имеет выгодную характеристику в конфигурировании области истока / стока в асимметричной форме для увеличения чувствительности детектора.Однако может потребоваться дополнительный процесс для асимметричного построения истока / стока и затвора на основе четырехугольной формы.

Аспект настоящего изобретения обеспечивает полевой транзистор кольцевого типа (FET) для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны, полевой транзистор кольцевого типа, который получает асимметрию на основе формы истока / стока. , и затвор для достижения высокой чувствительности, и, кроме того, затвор используется в качестве антенны, так что металлический затвор, удобный с точки зрения производства, используется в качестве антенны.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставляется полевой транзистор кольцевого типа для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны, полевой транзистор кольцевого типа, включающий кремниевую основу, источник сформированный на части кремниевой основы посредством легирования, канал, сформированный для охвата истока на плоскости, сток, сформированный за пределами канала, диэлектрический слой, сформированный на истоке, канале и стоке, и затвор, предусмотренный на диэлектрике. слой, в котором центр источника расположен на расстоянии от центра канала, а затвор сформирован из металлического материала, расположен над каналом и выполнен с возможностью закрывать верхнюю поверхность канала и перекрывать часть источника и часть стока.

Источник может иметь круглую форму, а канал может иметь форму кольца.

Затвор может иметь ту же форму, что и канал, перекрывать исток по ширине истока и перекрывать сток по ширине стока.

Ширина, на которую затвор перекрывает исток, может отличаться от ширины, на которую затвор перекрывает сток.

Полевой транзистор кольцевого типа может дополнительно включать в себя металлический источник, расположенный на верхней поверхности источника и электрически связанный с источником.

Металл истока может иметь круглую форму и электрически отделен от затвора.

Согласно аспекту настоящего изобретения можно предоставить полевой транзистор кольцевого типа (FET) для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны, полевого транзистора кольцевого типа, который формирует канал для охватить источник, чтобы получить асимметрию на основе геометрической формы, дополнительно получить асимметрию, регулируя область перекрытия между каналом и затвором и область перекрытия между затвором и источником, свободно устанавливает каждый параметр для определения формы, и использует металлический затвор в качестве антенны без необходимости использования антенны в качестве дополнительного элемента, чтобы обеспечить высокую степень интеграции.

РИС. 1 представляет собой вид в разрезе полевого транзистора кольцевого типа (FET) для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны согласно настоящему изобретению,

Фиг. 2 - вид сверху, иллюстрирующий исток, канал и сток по фиг. 1,

РИС. 3 иллюстрирует пример фиг. 2, к которому добавлен затвор, и

ФИГ. 4 иллюстрирует пример фиг. 3, к которому добавлен исходный металл.

Теперь будет сделана подробная ссылка на варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые ссылочные позиции повсюду относятся к аналогичным элементам.

Ссылаясь на фиг. 1, полевой транзистор кольцевого типа (FET) 10 для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны может включать в себя исток 11 , сток 12 , канал 13 , диэлектрик. слой 14 и затвор 15 , сформированный на кремниевой основе 1 . В дальнейшем полевой транзистор кольцевого типа 10 также называется полевым транзистором 10 .

Примесь может быть легирована в каждый из истока 11 и стока 12 .Диэлектрический слой , 14, может быть сформирован из материала, обычно применимого для полевого транзистора. Затвор , 15, может быть выполнен из металла, чтобы работать как антенна.

Электромагнитная волна терагерцового диапазона может подаваться на затвор 13 . В этом случае может быть обнаружено свойство терагерцовой электромагнитной волны, приложенной напряжением, генерируемым между истоком 11 и стоком 12, .

В зависимости от примеров, исходный металл 16 может быть сформирован на источнике 11 .Металлический источник , 16, может быть электрически подключен к источнику.

Как показано на фиг. 2, полевой транзистор 10 может включать в себя источник 11 , имеющий круглую форму, и канал 12 , сформированный для охвата источника 11 .

Точно так же канал 12 может иметь круглую форму. Центр источника 11 и центр канала 12 могут быть расположены в разных положениях, и, таким образом, асимметрия может быть максимальной.

Таким образом, источник 11 может быть изолирован, и электрод может быть подключен через верхнюю поверхность источника 11 . Поперечное сечение источника , 11, может доходить до нижней поверхности основания 1, , так что электрод при необходимости подключается через нижний конец.

Точно так же канал 12 может иметь круглую форму. Центр источника 11 и центр канала 12 могут быть расположены в разных положениях, и, таким образом, асимметрия может быть максимальной.

Когда диаметр источника 11 равен d 1 , диаметр канала 13 равен d 2 , минимальное расстояние между внешним диаметром источника 11 и внутренним диаметром канал 13 равен Lg, а максимальное расстояние между внешним диаметром источника 11 и внутренним диаметром канала 13 равно L, d 2 может быть равно сумме d 1 , Lg, L.

Таким образом, в FET 10 L может отличаться от Lg. Когда центр источника 11 и центр канала 13 расположены по-разному, полевой транзистор 10 может иметь структуру, в которой разница в расстоянии прихода заряда от источника 11 до стока 12 изменяется от Lg до L, и, таким образом, электрическое поле между затвором 15, и источником 11 может быть усилено.

Как показано на фиг.3, затвор , 15, может иметь ту же форму, что и канал , 13, , и может включать в себя часть e 1 , перекрывающую исток 11 , и часть e 2 , перекрывающую сток 12 .

В этом примере, когда часть e 1 не равна части e 2 , асимметрия может увеличиваться. Кроме того, когда часть e 1 аналогична размеру части e 2 , общая асимметрия может быть обеспечена на основе асимметрии форм истока 11 и стока 12 .

Когда части e 1 и e 2 больше 0, асимметрия также может увеличиваться.

Как и выше, поскольку затвор 15, сформирован в форме кольца, затвор 15, может использоваться как антенна, имеющая изотропные характеристики по отношению к поляризации терагерцовой волны. Таким образом, в отличие от обычного полевого транзистора, отдельная структура антенны может не потребоваться.

Как показано на фиг. 4, когда металлический источник , 16, сформирован на источнике , 11, , можно применить конструкцию характеристического импеданса, регулируя минимальное расстояние dm между металлическим источником 16 и затвором 15 и, таким образом, согласование импеданса. может выполняться на полевом транзисторе 10 на нижнем конце затвора 15 .

Благодаря этому вентиль 15 может использоваться в качестве антенны без необходимости использования отдельной антенной конструкции. Кроме того, асимметричная структура затвора , 15, может позволить концентрировать терагерцовую волну между коротким интервалом между затвором , 15, и металлическим источником , 16, и направлять терагерцовую волну, асимметрично входящую в полевой транзистор 10 .

Как описано выше, полевой транзистор кольцевого типа 10 для обнаружения терагерцовой волны с использованием металлического затвора в качестве антенны может быть сконфигурирован на основе технологии кремниевого процесса и, таким образом, отличаться от дорогостоящего составного полупроводника, имеющего собственное высокое качество. .Следовательно, интеграция полевого транзистора 10 с периферийными элементами, такими как антенна и усилитель, для дополнительного улучшения характеристик технически осуществима. Кроме того, интеграция высокочувствительного кремниевого детектора с многопиксельной матрицей большой площади возможна с низкими затратами.

Хотя были показаны и описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Вместо этого специалистам в данной области техники будет понятно, что в эти варианты осуществления могут быть внесены изменения без отступления от принципов и духа изобретения, объем которого определяется формулой изобретения и ее эквивалентами.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Полевые транзисторы

- обзор

8.17.3.3.1 Полевые транзисторы

До сих пор полевые транзисторы являются наиболее распространенными электронными устройствами. В настоящее время производится около 10 19 полевых транзисторов в год, большинство из них (∼99%) на монокристаллических кремниевых пластинах в качестве строительных блоков интегральных схем для микропроцессоров, твердотельной памяти или мобильных телефонов. 248 В результате непрерывного горизонтального и вертикального масштабирования современные кремниевые полевые транзисторы представляют собой наноэлектронные устройства; однако миниатюризация обходится дорого.Поэтому альтернативные полупроводники, совместимые с платформами кремниевых технологий, но обеспечивающие более высокую подвижность носителей по сравнению с кремнием, представляют большой интерес, особенно когда они естественным образом вписываются в архитектуру полевых транзисторов нанометрового масштаба. Важной вехой в этом направлении стало изготовление первого полевого транзистора на основе УНТ в 1998 году Че и его сотрудниками. 13 Поскольку УНТ характеризуются очень большой подвижностью и почти баллистическим переносом, они открывают большие перспективы для следующего поколения наноэлектроники. 248

Отсутствие подходящих методов синтеза, которые позволяют получать исключительно полупроводниковые УНТ, что стимулировало множество попыток либо отделить полупроводниковые УНТ от материала в исходном состоянии, либо выборочно удалить металлические УНТ, является давней проблемой при производстве УНТ – полевых транзисторов. 248,249 Подход к разделению в основном основан на нековалентной химической функционализации с помощью различных типов полимеров, способных селективно оборачивать полупроводниковые ОСНТ, в первую очередь ДНК и полифлуорены. 250,251 Более того, самосортирующиеся полупроводниковые сети ОСНТ были успешно получены путем центрифугирования УНТ из раствора на должным образом функционализированных подложках Si / SiO 2 . 252 Принцип этого метода основан на селективном связывании полупроводниковых УНТ концевыми аминогруппами силанового слоя на кремнеземе. 253 Эффективные химические методы удаления металлических УНТ в ансамблях УНТ включают сочетание бензолдиазониевых солей ( Рисунок 27 ) 254 и травление метановой плазмой. 255 В последнем процессе металлические УНТ в пленке предпочтительно функционализируются, в то время как полупроводниковые УНТ с диаметром больше 1,4 нм остаются в основном неизменными. Соответственно, функционализированные металлические УНТ могут быть окончательно удалены посредством термического отжига. 248

Рис. 27. Схема изготовления полевого транзистора на основе образца, содержащего как металлические, так и полупроводниковые УНТ.

Адаптировано с разрешения Баласубраманяна, К.; Burghard, M. Small 2005 , 1 , 180. 25

Предпочтительное разрушение металлических УНТ также осуществлялось путем селективного фотоокисления с использованием лазерного излучения подходящей длины волны. 256 Совсем недавно Чжан с соавторами 257 продемонстрировали, что облучение длинной дугой Xe-лампой в условиях окружающей среды также может способствовать более быстрому разрушению металлических поверх полупроводниковых УНТ. Замещающий легирование УНТ - еще один многообещающий подход.В качестве первого шага в этом направлении группа Сюя 258 из Стэнфордского университета недавно сообщила о синтезе SWNT, содегированных бором и азотом. В соответствии с теорией, предсказывая ширину запрещенной зоны порядка 0,5 эВ для 10% содержания каждого бора и азота, было обнаружено, что совместно легированные B / N ОСНТ (BCN-ОСНТ) полностью полупроводниковые и очень подходят в качестве полевых транзисторов. каналы. Полевые транзисторы, изготовленные из обогащенных полупроводниковых ансамблей ОСНТ, могут легко достигать больших отношений включения / выключения, превышающих 10 5 , что достаточно для множества практических приложений. 248,250,252

Значительное улучшение было также достигнуто в разработке полевых транзисторов, включающих высокоупорядоченные массивы SWNT, полученные посредством ориентированного на выращивания методом CVD на кварцевых подложках. 248 После переноса массивов на полимерную подложку и избирательного электрического пробоя металлических УНТ устройства демонстрируют очень хорошие характеристики, включая подвижность носителей 1000 см 2 В -1 с -1 , в масштабе крутизна до 3000 См · м −1 , и токовые выходы до 1 А. 259 Совсем недавно Форзани и его сотрудники 260 сообщили о методе функционализации ОСНТ в устройстве на полевых транзисторах для селективного обнаружения ионов тяжелых металлов в 2006 году. В их методе полимеры с пептидными функциональными группами были электрохимически осаждены на ОСНТ и селективное обнаружение ионов металлов проводили с использованием соответствующих пептидных последовательностей. Механизм передачи сигнала функционализированными пептидами SWNT FET также был изучен. Было обнаружено, что при воздействии ионов Ni 2+ наблюдался очевидный сдвиг в сторону отрицательного направления потенциала затвора, что, вероятно, связано с ослаблением взаимодействий между олигопептидами и ОСНТ. 2

Туннельные полевые транзисторы для чувствительного терагерцового обнаружения

  • 1.

    Дьяконов М. и Шур М. Обнаружение, смешение и умножение частоты терагерцового излучения двумерной электронной жидкостью. IEEE Trans. Электрон. Dev. 43 , 380–387 (1996).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Knap, W. et al. Полевые транзисторы для обнаружения терагерцового диапазона: физика и первые приложения для визуализации. J. Инфракрасные миллиметровые терагерцовые волны 30 , 1319–1337 (2009).

    CAS Google ученый

  • 3.

    Boppel, S. et al. КМОП интегрированные полевые транзисторы с антенной связью для регистрации излучения от 0,2 до 4,3 ТГц. IEEE Trans. Теория СВЧ. 60 , 3834–3843 (2012).

    ADS Статья Google ученый

  • 4.

    Hou, H., Liu, Z., Teng, J., Palacios, T. и Chua, S. Высокотемпературные терагерцовые детекторы, реализованные на основе GaN-транзистора с высокой подвижностью электронов. Sci. Отчет 7 , 46664 (2017).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 5.

    Viti, L. et al. Термоэлектрические графеновые фотодетекторы с субнаносекундным временем отклика на терагерцовых частотах. Нанофотоника 10 , 89–98 (2020).

    Артикул CAS Google ученый

  • 6.

    Муравьев В.М., Соловьев В.В., Фортунатов А.А., Цыдынжапов Г., Кукушкин И.В. О времени отклика плазмонных детекторов терагерцового диапазона. Письма в ЖЭТФ. 103 , 792–794 (2016).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Румянцев С., Лю X., Качоровский В., Шур М.Гомодинный фазочувствительный терагерцовый спектрометр. Заявл. Phys. Lett. 111 , 121105 (2017).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 8.

    Glaab, D. et al. Детектирование терагерцовых гетеродинов с помощью кремниевых полевых транзисторов. Заявл. Phys. Lett. 96 , 042106 (2010).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 9.

    Vitiello, M. S. et al. Детекторы терагерцового диапазона для комнатной температуры на основе полевых полупроводниковых нанопроволок. Nano Lett. 12 , 96–101 (2012).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 10.

    Vicarelli, L. et al. Графеновые полевые транзисторы как детекторы терагерцового диапазона при комнатной температуре. Nat. Матер. 11 , 865–871 (2012).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 11.

    Viti, L. et al. Фотоприемники терагерцового диапазона с черным фосфором. Adv. Матер. 27 , 5567–5572 (2015).

    CAS PubMed Статья Google ученый

  • 12.

    Исобе, Х., Сюй, С.-Й. И Фу Л. Высокочастотное выпрямление с помощью киральных блоховских электронов. Sci. Adv. 6 , eaay2497 (2020).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 13.

    Olbrich, P. et al. Терагерцовые храповые эффекты в графене с боковой сверхрешеткой. Phys. Ред. B 93 , 075422 (2016).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 14.

    Walsh, E. D. et al. Детектор одиночных фотонов на джозефсоновском переходе на основе графена. Phys. Rev. Appl. 8 , 024022 (2017).

    ADS Статья Google ученый

  • 15.

    Auton, G. et al. Обнаружение и визуализация терагерцового диапазона с использованием графеновых баллистических выпрямителей. Nano Lett. 17 , 7015–7020 (2017).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 16.

    Принципи А., Бандурин Д., Ростами Х. и Полини М. Уравнения псевдо-Эйлера из нелинейной оптики: фотодетектирование с помощью плазмонов за пределами гидродинамики. Phys. Ред. B 99 , 075410 (2019).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Castilla, S. et al. Быстрое и чувствительное обнаружение терагерцового диапазона с использованием графена со встроенной антенной p - n переход. Nano Lett. 19 , 2765–2773 (2019).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 18.

    Муравьев В.М., Кукушкин И.V. Плазмонный детектор-спектрометр субтерагерцового излучения на основе двумерной электронной системы со встроенным дефектом. Заявл. Phys. Lett. 100 , 082102 (2012).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 19.

    Bandurin, D. A. et al. Детектирование резонансного терагерца с использованием графеновых плазмонов. Nat. Commun. 9 , 5392 (2018).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 20.

    Хавронин М., Петров А., Казанцев А., Никулин Е., Бандурин Д. Детектирование терагерцового диапазона с усилением сингулярности в полевых транзисторах с высокой подвижностью. Phys. Rev. Appl. 13 , 064072 (2020).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Sakowicz, M. et al. Терагерцовая чувствительность полевых транзисторов в зависимости от их статической проводимости канала и эффектов нагрузки. J. Appl.Phys. 110 , 054512 (2011).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 22.

    Ионеску А. М. и Риэль Х. Туннельные полевые транзисторы как энергоэффективные электронные переключатели. Природа 479 , 329–337 (2011).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 23.

    Sarkar, D. et al. Субтермионный туннельный полевой транзистор с атомарно тонким каналом. Природа 526 , 91–95 (2015).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 24.

    Лу, Х. и Сибо, А. Туннельные полевые транзисторы: современное состояние. IEEE J. Electron. Dev. Soc. 2 , 44–49 (2014).

    Артикул Google ученый

  • 25.

    Emboras, A. et al. Плазмонный переключатель атомного масштаба. Nano Lett. 16 , 709–714 (2016).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 26.

    Баски, А., Альбрехт, Т. и Кват, К. Туннельный акселерометр. J. Microsc. 152 , 73–76 (1988).

    Артикул Google ученый

  • 27.

    Саркар, Д., Госснер, Х., Ханш, В. и Банерджи, К. Датчик газа на основе туннельного полевого транзистора: введение в обнаружение газа с помощью квантово-механического преобразователя. Заявл. Phys. Lett. 102 , 023110 (2013).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 28.

    Саркар, Д. и Банерджи, К. Предложение по туннельному полевому транзистору в качестве сверхчувствительных биосенсоров без меток. Заявл. Phys. Lett. 100 , 143108 (2012).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 29.

    Гао, А., Лу, Н., Ван, Ю. и Ли, Т. Надежный сверхчувствительный туннельный биосенсор на полевых транзисторах для диагностики в местах оказания медицинской помощи. Sci. Отчет 6 , 22554 (2016).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 30.

    Yang, Q. et al. Оценка характеристик туннельного полевого транзистора при обнаружении терагерцового диапазона. 2018 Китайская международная конференция по полупроводниковым технологиям (CSTIC) , Шанхай, 1–3 (2018).

  • 31.

    Окамото, Т., Фудзимура, Н., Креспи, Л., Кодера, Т. и Кавано, Ю. Детектирование терагерцового диапазона с помощью антенно-связанной высоколегированной кремниевой квантовой точки. Sci. Отчетность 9 , 18574 (2019).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 32.

    Ринзан, М., Дженкинс, Г., Дрю, Х. Д., Шафранжук, С. и Барбара, П. Квантовые точки из углеродных нанотрубок как высокочувствительные спектрометры с терагерцовым охлаждением. Nano Lett. 12 , 3097–3100 (2012).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 33.

    Лю, Л., Рахман, С. М., Цзян, З., Ли, В. и Фэй, П. Усовершенствованные системы терагерцового зондирования и визуализации, основанные на интегрированных устройствах межполосного туннелирования III-V. Proc. IEEE 105 , 1020–1034 (2017).

    CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Kang, T. et al. Терагерцовое выпрямление в кольцевых квантовых барьерах. Nat. Commun. 9 , 4914 (2018).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 35.

    Nishida, Y. et al. Когерентный приемник терагерцового диапазона с одним резонансным туннельным диодом. Sci. Отчетность 9 , 18125 (2019).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 36.

    Шарма А., Сингх В., Бугер Т. Л. и Кола Б. А. Оптическая ректенна из углеродных нанотрубок. Nat. Nanotechnol. 10 , 1027–1032 (2015).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 37.

    Davids, P. S. et al. Инфракрасное выпрямление в туннельном диоде металл-оксид-полупроводник с наноантенной связью. Nat. Nanotechnol. 10 , 1033–1038 (2015).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 38.

    Уорд, Д. Р., Хюзер, Ф., Паули, Ф., Куэвас, Дж. К. и Нательсон, Д. Оптическое выпрямление и усиление поля в плазмонной нанощели. Nat. Nanotechnol. 5 , 732–736 (2010).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 39.

    Ariyoshi, S. et al. Терагерцовая визуализация с помощью прямого детектора на сверхпроводящих туннельных переходах. Заявл. Phys. Lett. 88 , 203503 (2006).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 40.

    Vischi, F. et al. Электронное охлаждение с помощью туннельных переходов графен-диэлектрик-сверхпроводник для приложений в быстрой болометрии. Phys. Rev. Appl. 13 , 054006 (2020).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 41.

    Lee, G.-H. и другие. Микроволновый болометр на джозефсоновском переходе на основе графена. Природа 586 , 42–46 (2020).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 42.

    Чакраборти, А. и Саркар, А. Исследование аналоговых / радиочастотных характеристик полевых транзисторов с туннельным туннелированием на основе нанопроволок. Микроструктура сверхрешеток. 80 , 125–135 (2015).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Рыжий В., Шур М.С. Резонансный детектор терагерцового диапазона, использующий плазменные колебания в двумерной электронной системе с боковым переходом Шоттки. Jpn. J. Appl. Phys. 45 , L1118 – L1120 (2006).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Макканн Э., Фалько В. И. Вырождение уровня Ландау и квантовый эффект Холла в бислое графита. Phys. Rev. Lett. 96 , 086805 (2006).

    ADS PubMed Статья CAS Google ученый

  • 45.

    Zhang, Y. et al. Прямое наблюдение широко настраиваемой запрещенной зоны в двухслойном графене. Природа 459 , 820–823 (2009).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 46.

    Banszerus, L. et al. Заданные затвором двойные электронно-дырочные точки в двухслойном графене. Nano Lett. 18 , 4785–4790 (2018).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 47.

    Eich, M. et al. Связанные квантовые точки в двухслойном графене. Nano Lett. 18 , 5042–5048 (2018).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 48.

    Eich, M. et al. Спиновые и долинные состояния в квантовых точках двухслойного графена, заданных затвором. Phys. Ред. X 8 , 031023 (2018).

    CAS Google ученый

  • 49.

    Кретинин А.В. и др. Электронные свойства графена, заключенного в различные двумерные атомные кристаллы. Nano Lett. 14 , 3270–3276 (2014).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 50.

    Зибров А.А. и др.Перестраиваемые взаимодействующие составные фермионные фазы на полузаполненном уровне Ландау двухслойного графена. Природа 549 , 360–364 (2017).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 51.

    Spirito, D. et al. Высокопроизводительные детекторы терагерцового диапазона на двухслойном графене. Заявл. Phys. Lett. 104 , 061111 (2014).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 52.

    Bandurin, D.A. et al. Двойное происхождение фотоотклика суб-терагерцового диапазона при комнатной температуре в графеновых полевых транзисторах. Заявл. Phys. Lett. 112 , 141101 (2018).

    ADS Статья CAS Google ученый

  • 53.

    Райх М., Рузин И. Флуктуации прозрачности случайно-неоднородных барьеров конечной площади. Сов. Phys. ЖЭТФ , , 65, , 1273–1282 (1987).

    Google ученый

  • 54.

    Алымов Г., Вюрков В., Рыжий В., Свинцов Д. Резкое переключение тока в двухслойных туннельных графеновых транзисторах, вызванное особенностями Ван Хова. Sci. Отчет 6 , 24654 (2016).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 55.

    Петросян С., Шик А. Ю. Контактные явления в низкоразмерных электронных системах. Ж. Эксп. Теор. Физ. 69 , 1261 (1989).

    Google ученый

  • 56.

    Смит А. Д., Тинкхэм М. и Скочпол В. Дж. Новый термоэлектрический эффект в туннельных переходах. Phys. Ред. B 22 , 4346–4354 (1980).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 57.

    Bauer, M. et al. Высокочувствительный терагерцовый детектор AlGaN / GaN HEMT со встроенной широкополосной антенной-бабочкой. IEEE Trans.Terahertz Sci. Technol. 9 , 430–444 (2019).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 58.

    Санчес А., Дэвис К. Ф., Лю К. С. и Джаван А. Туннельный диод MOM: теоретическая оценка его характеристик в микроволновом и инфракрасном диапазонах. J. Appl. Phys. 49 , 5270–5277 (1978).

    ADS Статья Google ученый

  • 59.

    Kim, S. et al. Туннельный полевой транзистор с черным фосфором с регулируемой толщиной для маломощных переключателей. Nat. Nanotechnol. 15 , 203–206 (2020).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 60.

    Ганди, Р., Чен, З., Сингх, Н., Банерджи, К. и Ли, С. Вертикальные Si-нанопроволоки n туннельные полевые транзисторы типа с низким подпороговым размахом (≤ 5 0 м V / d e c a d e ) при комнатной температуре. IEEE Electron. Dev. Lett. 32 , 437–439 ​​(2011).

    ADS CAS Статья Google ученый

  • 61.

    Шукла Н. и др. Крутой транзистор на основе резкого электронного фазового перехода. Nat. Commun. 6 , 1–6 (2015).

    Google ученый

  • 62.

    Si, M. et al. Крутая отрицательная емкость без гистерезиса MoS 2 транзистора . Nat. Nanotechnol. 13 , 24–28 (2018).

    ADS CAS PubMed Статья Google ученый

  • 63.

    Datta, S. Электронный транспорт в мезоскопических системах (Cambridge University Press, 1997).

  • 64.

    Castro, E. V. et al. Электронные свойства смещенного бислоя графена. J. Phys. Конденс. Дело 22 , 175503 (2010).

    ADS PubMed Статья CAS Google ученый

  • 65.

    Максвелл, Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме , Vol. 1, ст. 202 (Clarendon Press, 1873).

  • Кольцевой осциллятор

    миллиметрового диапазона с использованием полевого транзистора миллиметрового диапазона на частоте 150 ГГц и выше

    Кольцевой осциллятор миллиметрового диапазона

    с использованием полевого транзистора миллиметрового диапазона на частоте 150 ГГц и выше

    Аннотация : Поле углеродных нанотрубок Эффектные транзисторы (CNTFETS) являются конкурентами традиционной технологии MOSFET из-за их более высокой пропускной способности по току, баллистической транспортировки, меньшего продукта задержки мощности, более высокой термостабильности и т. Д.Основываясь на этих многообещающих свойствах CNTFET, здесь в технологическом узле 32 нм представлен кольцевой генератор миллиметрового диапазона на основе CNTFET, работающий на частоте около 150 ГГц и выше. Чтобы предотвратить завышение оценок, в моделирование также включены межсоединения УНТ между транзисторами, которые, как предполагается, представляют собой один слой баллистических металлических УНТ, соединенных параллельно. Для простоты конструкции ВЧ генератор основан на инверторах на основе CNTFET. Инверторы с усилением по постоянному току 87,5 дБ достигаются за счет правильной конструкции с задержкой без нагрузки около 0.6 пс, что как минимум на порядок лучше, чем у тех же инверторов на основе 32 нм MOSFET. Средняя потребляемая мощность генератора составляет всего 40 мкВт с амплитудой основной гармоники около –6,5 дБ. Эти значения, основанные на наших знаниях, впервые представлены в литературе для генераторов на основе CNTFET. Кроме того, в среднем характеристики разработанного генератора в 5-6 раз лучше, чем у конструкций на основе полевых МОП-транзисторов.

    Ссылки

    [1] P.Авурис, «Электроника на углеродных нанотрубках», Elsevier Chemical Physics, Vol. 281, 2002, стр. 429-445.

    [2] Д. Фатхи и Б. Форузандех, «Новый подход к анализу стабильности в межсоединениях углеродных нанотрубок», IEEE Electron Device Letters, Vol. 30, No. 5, 2009, pp. 475-477. DOI: 10.1109 / LED.2009.2017388

    [3] П. Дж. Брук, «Характеристики наноэлектроники на переменном токе: на пути к баллистическому ТГц нанотрубчатому транзистору», Elsevier So lid-State Electronics, Vol.48, 2004, стр. 1981-1986.

    [4] Л. Нугаре и др. «Полевые транзисторы 80 ГГц, изготовленные с использованием высокочистых полупроводниковых однослойных углеродных нанотрубок», Applied Physics Letters, Vol. 94, No. 24, 2009, Идентификатор статьи: 243505. doi: 10.1063 / 1.3155212

    [5] А. Джави и др., «Самовыравнивающиеся баллистические молекулярные транзисторы и электрически параллельные массивы нанотрубок», Nano Letters, Vol. 4, No. 7, 2004, pp. 1319-1322. DOI: 10.1021 / nl049222b

    [6] Т.Дуркоп, «Чрезвычайная подвижность в полупроводниковых углеродных нанотрубках», Nano Letters, Vol. 4, № 1, 2003 г., стр. 35–39.

    [7] П. Э. Рош и др., «Очень низкий уровень дробового шума в углеродных нанотрубках», The European Physics Journal B, Vol. 28, No. 2, 2002, pp. 217-22. DOI: 10.1140 / epjb / e2002-00223-9

    [8] Л. К. Кастро и др., «Экстраполированный fmax для полевых транзисторов из углеродных нанотрубок», IOP Nanotechnology, Vol. 17, No. 1, 2005, pp. 300-304. DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 17/1/051

    [9] Дж. Э. Баумгарднер и др., «Внутренняя линейность в углеродных нанотрубках транзисторах с полевым эффектом», Applied Physics Letters, Vol. 91, 2007.

    [10] С. Фрегонезе и др., «Вычислительно-эффективная физическая модель компактного CNTFET-транзистора для проектирования схем», IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 55, No. 6, 2008, pp. 1317-1327. DOI: 10.1109 / TED.2008.922494

    [11] X. Янг и др., «Моделирование и исследование характеристик двухзатворного нанотрубного транзистора с углеродным затвором», IEEE Electron Devices Letters, Vol.32, No. 3, 2011, pp. 231-233. DOI: 10.1109 / LED.2010.2095826

    [12] Дж. Денг и др., «Компактная SPICE-модель для полевых транзисторов из углеродных нанотрубок, включая неидеальности и ее применение. Часть I: Модель внутренней области канала», IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 54, No. 12, 2007, pp. 3186-3194. DOI: 10.1109 / TED.2007.

    0

    [13] Дж. Денг и др., «Компактная SPICE-модель для полевых транзисторов из углеродных нанотрубок, включая неидеальности и ее применение. Часть II: Полная модель устройства и сравнительный анализ производительности схемы», IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.54, No. 12, 2007, pp. 3195-3205. DOI: 10.1109 / TED.2007.3

    [14] Дж. Чен и др., «Самовыравнивающиеся транзисторы на углеродных нанотрубках с легированием с переносом заряда», Applied Physics Letters, Vol. 86, 2005.

    [15] Дж. Гуо и др., «Оценка потенциала высокочастотных характеристик транзисторов на углеродных нанотрубках», IEEE Transactions on Nanotechnology, Vol. 4, No. 6, 2005, pp. 715-721. DOI: 10.1109 / TNANO.2005.858601

    [16] А.Райчоудхури и др., «Модель схемы для межсоединений из углеродных нанотрубок: сравнительное исследование межсоединений из меди для масштабируемых технологий», Международная конференция IEEE / ACM по автоматизированному проектированию, январь 2005 г., стр. 237-240.

    [17] Г. Чо и др., «Оценка характеристик схем на основе CNTFET и устойчивости к вариациям PVT», Международный симпозиум IEEE по схемам и системам на Среднем Западе, Канкун, 2-5 августа 2009 г., стр. 1106-1109.

    [18] А.Джави и др., «Массивы транзисторов на углеродных нанотрубках для многокаскадной дополнительной логики и кольцевого генератора», Nano Letters, Vol. 2, No. 9, 2002, pp. 929-932.

    [19] З. Чен и др., «Высокоэффективный кольцевой осциллятор из углеродных нанотрубок», Конференция по исследованию устройств, февраль 2007 г., стр. 171-172.

    [20] А. А. Песецки и др., «Генератор на углеродных нанотрубках на 500 МГц», Applied Physics Letters, Vol. 93, No. 24, 2008, идентификатор статьи: 243301.DOI: 10.1063 / 1.2988824

    Структура и принцип работы полевых транзисторов

    Полевой транзистор - это полупроводниковое устройство, которое использует эффект электрического поля входной цепи управления для управления током выходной цепи и названо в честь него. Поскольку проводимость электричества зависит только от основного носителя в полупроводнике, его также называют униполярным транзистором. FET на английском языке - полевой транзистор, сокращенно FET. Существует два основных типа: транзисторный полевой транзистор (JFET) и полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET).

    Каталог

    I Структура и принцип работы

    Полевые транзисторы делятся на две категории: полевые транзисторы с переходом (JFET) и металлические оксидные полупроводниковые полевые транзисторы ( МОП-транзистор) .

    В зависимости от типа материала канала и типа изолированного затвора различают транзисторы с каналом N и каналом P;

    В зависимости от режима проводимости различают тип истощения и тип улучшения.Все полевые транзисторы JFET имеют истощенные типы, а полевые МОП-транзисторы имеют как типы истощения, так и типы расширения.

    1. Полевой транзистор с переходом

    (1) Структура

    Структура N-канального полевого транзистора с переходом показана на следующем рисунке. Это структура, в которой PN-переход изготовлен на каждой стороне полупроводниковой кремниевой пластины N-типа, образуя структуру, в которой два PN-перехода образуют между собой канал N-типа. Две области P являются затворами, один конец кремния N-типа - сток, а другой конец - исток.

    Рисунок 1. Структура переходного полевого транзистора

    (2) Принцип работы

    Рассмотрим N-канал в качестве примера, чтобы проиллюстрировать его принцип работы.

    Когда VGS = 0, когда определенное напряжение приложено между стоком и истоком, основная несущая будет дрейфовать между стоком и истоком, создавая ток стока. Когда VGS <0, PN-переход смещен в обратном направлении, образуя обедненный слой.Канал между стоком и истоком сузится, и ID уменьшится. Если VGS продолжает уменьшаться, канал будет продолжать сужаться, и ID будет продолжать уменьшаться, пока не достигнет 0. Когда ID равен 0, соответствующий VGS называется напряжением отсечки VGS (выключено).

    (3) Характеристическая кривая переходных полевых транзисторов

    Имеются две характеристические кривые переходных полевых транзисторов,

    Одна из них является выходной характеристической кривой (ID = f (VDS) | VGS = константа) , второй - кривая передаточной характеристики (ID = f (VGS) | VDS = constant).

    Характеристическая кривая полевого транзистора с N-канальным переходом показана на рисунке ниже.

    (A) Характеристическая кривая дренажного выхода (b) Кривая передаточной характеристики

    Рис. 2. Характеристическая кривая N-канального полевого транзистора

    2. Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор

    Металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы делятся на:

    Тип обеднения & rarr; Канал N, канал P

    Тип расширения & rarr; N-канал, P-канал

    (1) Структура N-канального FET типа истощения

    Структура и символ N-канального режима истощения показаны на следующем рисунке (a).Изолирующий слой SiO2 под затвором легирован большим количеством положительных ионов металлов. Таким образом, когда VGS = 0, эти положительные ионы индуцировали инверсионный слой, образуя канал. Следовательно, пока есть напряжение сток-исток, есть ток стока.

    Когда VGS> 0, ID будет увеличиваться. Когда VGS <0, ток стока постепенно уменьшается по мере уменьшения VGS до ID = 0. VGS, когда ID = 0, называется напряжением отсечки, иногда обозначается символом VGS (выкл.) Или VP.

    Кривая передаточной характеристики N-канального обедненного режима показана на рисунке (b) ниже.

    (a) Структурная диаграмма (b) Кривая передаточной характеристики

    Рисунок 3. Структура и кривая передаточной характеристики в режиме обеднения N-канала

    (2) Тип расширения N-канала Полевой транзистор

    N-канальный полевой транзистор улучшенного типа имеет структуру, аналогичную структуре режима обеднения.Но когда VGS = 0 В, добавление напряжения между стоком и истоком не образует тока. При подаче напряжения на затвор, если VGS> VGS (th), образуется канал, соединяющий сток и исток. Если в это время приложено напряжение сток-исток, может быть сформирован идентификатор.

    Когда VGS = 0V, ID = 0, и ток стока улучшенного типа появится только после VGS> VGS (th).

    ВГС (th) - напряжение открытия или напряжение клапана;

    Рисунок 4.N-канальный тип расширения FET

    (3) P-канальный режим расширения и режим истощения MOSFET

    Принцип работы P-канального MOSFET точно такой же, как и у N-канального MOSFET, за исключением того, что токопроводящие носители и полярность питающего напряжения различны. Это похоже на типы биполярных транзисторов NPN и PNP.

    3. Вольт-амперная характеристика полевого транзистора

    Существует много типов характеристических кривых полевых транзисторов.Имеются четыре кривые передаточных характеристик и кривые выходной характеристики в зависимости от того, увеличены они или истощены, а также их направления напряжения и тока, соответствующие разным проводящим каналам. Если положительное направление задано равномерно, характеристические кривые будут построены в разных квадрантах. Чтобы упростить рисование, положительное направление транзистора с каналом P изменено на обратное. Соответствующие кривые показаны на рисунке ниже.

    Рисунок 5.Кривая вольт-амперной характеристики полевых транзисторов

    4. Сравнение различных характеристик полевых транзисторов

    (a) Кривая передаточной характеристики (b) Кривая выходной характеристики

    Рисунок 6. Сравнение различных характеристик полевых транзисторов

    II Параметры полевого транзистора

    Есть много параметров полевых транзисторов, включая параметры постоянного тока, параметры переменного тока и предельные параметры, но в целом нам нужно обратить внимание только на следующие параметры.

    (1) Напряжение отсечки (UP)

    Это относится к напряжению UGS, приложенному к затвору, когда ток стока / D (т. Е. Ток канала) равен нулю или меньше небольшого значения тока (например, 1 мкА. 10 мкА) при указанном напряжении стока UDS. Это важный параметр полевых МОП-транзисторов переходного или обедненного типа.

    (2) Напряжение включения (UT)

    Это напряжение затвора UGS, когда токопроводящий канал (между стоком и истоком) только что включен, когда напряжение стока UDS имеет определенное значение .Это важный параметр усиленного полевого транзистора. Когда напряжение затвора UGS меньше абсолютного значения напряжения включения, полевой транзистор не может быть включен.

    (3) Ток утечки насыщения (DSS)

    Это относится к току утечки насыщения тока стока D, вызванному определенным напряжением стока UDS (больше, чем напряжение отсечки), когда затвор и исток закорочены (UGS = 0). Он отражает проводимость исходного канала при нулевом напряжении на затворе, что является важным параметром истощенных полевых транзисторов.

    (4) Низкочастотная крутизна (gm)

    Когда напряжение стока UDS находится на заданном значении, отношение изменения тока стока к изменению напряжения затвора △ UGS, которое вызывает это изменение, называется крутизной , то есть:

    Общая единица измерения грамма - мСм (миллисименс). gm - это параметр, который измеряет силу напряжения затвора полевого транзистора при управлении током стока, а также эффект усиления.Он аналогичен коэффициенту усиления переменного тока транзистора β и связан с рабочей площадью транзистора. Чем больше ток стока / D, тем больше gm.

    (5) Напряжение пробоя истока стока (BUDS)

    Это относится к максимальному напряжению стока, которое может выдержать полевой транзистор при постоянном напряжении затвора UGS. Это эквивалентно напряжению пробоя коллектор-эмиттер V (BR) ceo (т.е. BUceo) обычного кристаллического транзистора.Это предельный параметр, и рабочее напряжение, подаваемое на полевой транзистор, должно быть меньше BUDS.

    (6) Максимальный ток сток-исток (DSM)

    Это относится к максимальному току, допустимому между стоком и истоком, когда полевой транзистор работает нормально. Это эквивалентно рабочему току обычного кристаллического транзистора. Этот предельный параметр не должен превышаться.

    (7) Максимальное рассеивание мощности (PDSM)

    Это относится к максимально допустимому рассеиванию мощности стока, когда характеристики полевого транзистора не ухудшаются, что эквивалентно Pcm обычного транзистора.При использовании фактическая потребляемая мощность полевого транзистора (PD = UDS & times; / D) должна быть меньше этого предельного параметра и оставлять определенный запас.

    III Полевой транзистор Метод тестирования

    1. Идентификация контактов JFET

    Затвор полевого транзистора эквивалентен базе транзистора, а исток и сток соответствуют эмиттер и коллектор транзистора соответственно.Установите мультиметр на «R × 1k» и используйте два измерительных провода для измерения прямого и обратного сопротивления между каждыми двумя контактами. Когда положительное и обратное сопротивление двух выводов составляют несколько тысяч Ом, тогда эти два вывода являются стоком и истоком (взаимозаменяемы), а оставшийся вывод - затвором. Для соединительных полевых транзисторов с 4 контактами другой полюс является полюсом экранирования (заземление при использовании).

    2. Решение затвора

    Подключите черный измерительный провод мультиметра к одному электроду транзистора, а красный измерительный провод - к двум другим электродам соответственно.Если значения сопротивления, измеренные дважды, очень велики, это означает, что они являются обратными сопротивлениями. Итак, это N-канальный полевой транзистор, и черный провод подключен к затвору.

    Рис. 7. Тестовый полевой транзистор с мультиметром

    Процесс производства определяет, что исток и сток полевого транзистора симметричны и могут использоваться взаимозаменяемо , не влияя на нормальную работу цепи, поэтому нет необходимости их различать.Сопротивление между истоком и стоком составляет около нескольких тысяч Ом.

    Обратите внимание, что этот метод не может использоваться для определения затвора полевого МОП-транзистора. Поскольку входное сопротивление полевого МОП-транзистора чрезвычайно велико, а межэлектродная емкость между затвором и истоком очень мала, до тех пор, пока во время измерения остается небольшое количество зарядов, на межэлектродной емкости может формироваться высокое напряжение, что легко повредить транзистор.

    3. Оценка усиления

    Установите мультиметр в положение «R × 100» и подключите красный измерительный провод к источнику, а черный измерительный провод к стоку, что эквивалентно добавлению 1.Напряжение питания 5В на полевой транзистор. В это время стрелка указывает значение сопротивления между стоком и истоком.

    Затем зажмите затвор пальцем, чтобы подать индуцированное напряжение человеческого тела в качестве входного сигнала на затвор. Из-за эффекта усиления транзистора изменятся как UDS, так и ID, что означает, что сопротивление между стоком и истоком также изменится, и измерительный провод сильно колеблется. Если качание небольшое, когда вы зажимаете затвор, это означает, что способность транзистора к увеличению мала; если вывод не двигается, это означает, что транзистор поврежден.

    Поскольку напряжение переменного тока 50 Гц, индуцируемое человеческим телом, довольно велико, и разные полевые транзисторы могут иметь разные рабочие точки при измерении с помощью резистивного редуктора, руки могут качаться вправо или влево, когда затвор защемлен. рука. Когда RDS транзисторов уменьшается, измерительный провод поворачивается вправо, в то время как он поворачивается влево, если RDS увеличивается.

    Независимо от направления движения стрелок, пока есть четкое движение, это означает, что транзистор может усиливать.

    Этот метод также подходит для измерения МОП-транзисторов. Для защиты полевого МОП-транзистора необходимо удерживать изолирующую ручку и соединить затвор с помощью металлического стержня, чтобы предотвратить непосредственное добавление индуцированного телом человека заряда к затвору и повреждения транзистора.

    После каждого измерения МОП-транзистора будет небольшое количество зарядов на конденсаторе перехода G-S, и будет установлено напряжение UGS. Затем, если вы продолжите тест, измерительный провод может не двигаться, и короткое замыкание цепи между полюсом G-S решит проблему.

    IV Меры предосторожности

    1. Для безопасного использования полевого транзистора в схемотехнике ограничивают параметры , такие как рассеиваемая мощность, максимальное напряжение сток-исток, максимальное расстояние между затвором и истоком. напряжение, и максимальный ток не должен быть превышен.

    2. При использовании различных типов полевых транзисторов их необходимо вставлять в схему в строгом соответствии с требуемым смещением и соблюдать полярность смещения полевого транзистора.Например, существует PN-переход между истоком и стоком затвора с полевым эффектом перехода, поэтому затвор N-канала не может иметь положительного смещения, а затвор P-канала не может иметь отрицательного смещения.

    3. Из-за чрезвычайно высокого входного импеданса полевого МОП-транзистора, выводные контакты должны быть закорочены на во время транспортировки и хранения. Кроме того, следует использовать металлический экранирующий пакет, чтобы предотвратить повреждение затвора внешним наведенным потенциалом.

    В частности, полевой МОП-транзистор лучше хранить в металлическом корпусе , а не в пластиковом. Также следует отметить влагостойкость транзистора.

    4. Во избежание индукционного пробоя затвора полевого транзистора все испытательные приборы, рабочие столы, электрические утюги и сама цепь должны быть хорошо заземлены, что означает:

    (1) При пайке булавки, сначала припаяйте электрод истока.

    (2) Перед подключением к цепи все выводы транзистора должны быть закорочены друг с другом, а закорачивающий материал удаляется после сварки.

    (3) Когда вы извлекаете транзистор из стойки для компонентов, человеческое тело должно быть правильно на заземлено, , как с помощью заземляющего кольца.

    (4) Если вы используете современный газонагревательный электрический паяльник, сваривать полевой транзистор удобнее, но вы должны обеспечить безопасность.

    Рисунок 8. Газонагревательная пайка

    (5) категорически запрещается вставлять или втягивать транзистор в схему без отключения питания.

    5. При установке полевого транзистора положение установки должно сохраняться на дальше насколько возможно от нагревательного элемента . А чтобы не допустить вибрации транзистора, необходимо закрепить корпус транзистора. Также, когда мы сгибаем штифт, он должен быть на 5 мм выше основания, чтобы не повредить штифт и не вызвать утечку воздуха.

    6. При использовании транзистора VMOS необходимо добавить соответствующий радиатор. Взяв VNF306 в качестве примера, максимальная мощность может достигать 30 Вт только после того, как транзистор оснащен 140-кратным радиатором диаметром 140 и 4 мм.

    7. После параллельного соединения нескольких транзисторов высокочастотные характеристики усилителя ухудшаются из-за увеличения межэлектродной емкости и распределенной емкости , и легко вызвать высокочастотные паразитные колебания. через обратную связь. По этой причине обычно используется не более четырех параллельных составных транзисторов, и сопротивление антипаразитных колебаний должно быть подключено последовательно на базе или затворе каждого транзистора.

    8. Напряжение затвор-исток переходного полевого транзистора не может быть изменено на обратное и может сохраняться в открытом состоянии. Когда полевой МОП-транзистор не используется из-за очень высокого входного сопротивления, каждый электрод должен быть закорочен, чтобы предотвратить повреждение транзистора внешним электрическим полем.

    9. Во время сварки внешняя оболочка электрического паяльника должна быть снабжена внешним заземляющим проводом , чтобы предотвратить повреждение транзистора из-за заряженного электрического утюга.Для небольшого количества пайки вы также можете отключить паяльник после его нагрева или отключить питание и припаять его. Особенно при сварке полевых МОП-транзисторов, исток-сток-затвор следует сваривать по порядку, а цепь должна быть отключена.

    10. При сварке электрическим паяльником мощностью 25 Вт операция должна быть быстрой. Если вы используете электрический паяльник мощностью от 45 до 75 Вт, воспользуйтесь пинцетом, чтобы зажать основание штифта, чтобы улучшить отвод тепла. Используйте мультиметр, чтобы проверить качество полевого транзистора перехода (например, сопротивление между прямым и обратным сопротивлением каждого PN перехода и сток-исток).Однако полевой МОП-транзистор нельзя проверить мультиметром, вместо этого необходимо использовать тестер. А линию короткого замыкания каждого электрода можно удалить только после подключения тестера. При снятии мы должны сначала устранить короткое замыкание, а затем удалить его, чтобы избежать плавающего затвора.

    Рис. 9. Тестер MOSFET

    При высоком входном импедансе необходимо принять меры по защите от влаги, чтобы предотвратить снижение входного сопротивления полевого транзистора из-за температуры.Если используется четырехпроводной полевой транзистор, провод подложки следует заземлить. Транзистор с керамическим корпусом стоит, поэтому его следует защищать от света.

    Для силовых полевых транзисторов должны быть хорошие условия отвода тепла . Поскольку силовой полевой транзистор используется в условиях высокой нагрузки, необходимо разработать достаточно радиаторов, чтобы температура корпуса не превышала номинальное значение, чтобы устройство могло стабильно работать в течение длительного времени.

    Короче говоря, для обеспечения безопасного использования полевого транзистора необходимо учитывать ряд факторов, а также различные меры безопасности. Огромное количество профессионального и технического персонала, особенно энтузиастов электроники, должны принять практические меры для безопасного и эффективного использования полевых транзисторов в соответствии с их реальной ситуацией.

    В Полевой эффект Transisto r VS. Транзистор

    1. Исток S, затвор G и сток D полевого транзистора соответствуют эмиттеру E, базе B и коллектору C транзистора соответственно, и их функции аналогичны.

    2. Полевой транзистор представляет собой управляемое напряжением устройство тока для управления идентификатором посредством VGS, и его коэффициент усиления gm, как правило, невелик, поэтому способность полевого транзистора к усилению невысока. Транзистор представляет собой устройство , управляемое током, для управления IC посредством iB (или iE).

    3. Затвор полевого транзистора почти не поглощает ток, в то время как база транзистора поглощает определенный ток во время работы. Следовательно, входное сопротивление полевого транзистора выше, чем у транзистора.

    4. Полевой транзистор является проводящим с большинством несущих . Транзистор может проводить электричество как с большинством, так и с неосновными носителями. Поскольку на концентрацию неосновных носителей сильно влияют температура, излучение и другие факторы, полевой транзистор имеет лучшую температурную стабильность и радиационную стойкость, чем транзистор.

    Рис. 10. Мажоритарный и второстепенный поток несущей PNP-транзистора

    Полевой транзистор следует использовать в условиях окружающей среды (температура и т. Д.)) сильно различаются.

    5. Когда металл истока соединен с подложкой, электрод истока и электрод стока могут использоваться взаимозаменяемо, , и их характеристики не сильно меняются. Однако, если коллектор и эмиттер транзистора используются взаимозаменяемо, его характеристики будут сильно отличаться, и значение β сильно уменьшится.

    6. Коэффициент шума полевого транзистора очень мал, поэтому полевой транзистор следует выбирать в схеме малошумящего усилителя, где входной каскад требует высокого отношения сигнал / шум (SNR).

    7. Полевые транзисторы и транзисторы могут образовывать различные и переключающие схемы, но полевой транзистор более широко используется в крупномасштабных и сверхбольших интегральных схемах из-за его простого производственного процесса, низкого энергопотребления, хорошей термостойкости. , широкий диапазон рабочего напряжения питания и другие преимущества.

    8. Сопротивление в открытом состоянии транзистора велико, а у полевого транзистора мало, всего несколько сотен миллиом. В современных электрических устройствах полевые транзисторы обычно используются в качестве переключателя из-за их высокого КПД.

    Рекомендуется Артикул:

    Введение в TFT-дисплеи

    Обзор биполярных транзисторов

    Какие методы тестирования и типы транзисторов?

    Симметричные смешанные серно-селеновые сплавленные кольцевые системы как потенциальные материалы для органических полевых транзисторов

    . 2020 2 марта; 26 (13): 2869-2882.DOI: 10.1002 / chem.201
  • 8. Epub 2020 9 января.

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Институт прикладной синтетической химии, TU Wien, Getreidemarkt 9 / 163OC, 1060, Вена, Австрия.
    • 2 Лаборатория физики твердого тела, ETH Zürich, Otto-Stern Weg 1, 8093, Zurich, Switzerland.
    • 3 Рентгеновский центр, TU Wien, Getreidemarkt 9, 1060, Вена, Австрия.

    Элемент в буфере обмена

    Бриджит Хольцер и др.Химия. .

    Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    .2020 2 марта; 26 (13): 2869-2882. DOI: 10.1002 / chem.201
  • 8. Epub 2020 9 января.

    Принадлежности

    • 1 Институт прикладной синтетической химии, TU Wien, Getreidemarkt 9 / 163OC, 1060, Вена, Австрия.
    • 2 Лаборатория физики твердого тела, ETH Zürich, Otto-Stern Weg 1, 8093, Zurich, Switzerland.
    • 3 Рентгеновский центр, TU Wien, Getreidemarkt 9, 1060, Вена, Австрия.

    Элемент в буфере обмена

    Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    На основе реакции Фиссельмана был разработан надежный синтетический протокол для ряда строительных блоков конденсированного халькогенофено [1] бензохалькогенофена (CBC).Полученные CBC-звенья были применены в реакциях сочетания Макмерри и Стилла в отношении симметричных региоизомерных ен-связанных димеров. Эти π-сопряженные соединения были охарактеризованы в отношении их фотофизических и электрохимических свойств и оказались материалами с уменьшенными промежутками HOMO-LUMO по сравнению с их аналогами на основе серы. Эксперименты по дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах выявили сильные межмолекулярные взаимодействия селен-селен и селен-углерод в зависимости от положения и количества внедренных атомов селена.Наблюдались хорошие характеристики полевого транзистора с подвижностью носителей заряда до 4 × 10 -3 см 2 В -1 с -1 и высокими отношениями включения / выключения.

    Ключевые слова: гетероциклы; межмолекулярные взаимодействия; органический полевой транзистор; органический полупроводник; химия селена.

    © 2019 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Вайнхайм.

    использованная литература

      1. Q. Meng, H. Dong, W. Hu, D. Zhu, J. Mater. Chem. 2011, 21, 11708-11721.
      1. J. Heikenfeld, P. Drzaic, J.-S.Йео, Т. Кох, J. Soc. Инф. Дисп. 2011, 19, 129-156.
      1. Соколов А.Н., Робертс М.Э., Бао З. // Mater. Сегодня 2009, 12, 12-20.
      1. Л. Ли, П. Гао, М. Баумгартен, К. Мюллен, Н. Лу, Х. Фукс, Л. Чи, Adv. Матер. 2013, 25, 3419-3425.
      1. М.L. Hammock, A. Chortos, B.C.-K. Ти, Дж. Б.-Х. Tok, Z. Bao, Adv. Матер. 2013, 25, 5997-6038.

    Показать все 47 ссылок

    LinkOut - дополнительные ресурсы

    • Полнотекстовые источники

    • Исследовательские материалы

    Полнотекстовые ссылки [Икс] Wiley [Икс]

    цитировать

    Копировать

    Формат: AMA APA ГНД NLM

    .