Что такое полевой транзистор
Полевой транзистор (FET) управляет током через канал электрическим полем, то есть напряжением на затворе, практически не потребляя тока управления. У него три вывода: исток (source), сток (drain) и затвор (gate). Высокое входное сопротивление, малое потребление по управлению и удобство в ключевых схемах сделали полевые транзисторы основой цифровой техники и силовой электроники.
Типы полевых транзисторов
| Тип | Особенности |
|---|---|
| JFET (с управляющим p-n-переходом) | нормально открыт, закрывается напряжением на затворе; малошумящий, для входных каскадов |
| MOSFET обогащённый | нормально закрыт, открывается напряжением затвора; основа логики и силовых ключей |
| MOSFET обеднённый | нормально открыт; реже применяется |
По типу канала бывают n-канальные (управляются положительным напряжением затвора, более распространены) и p-канальные.
Принцип и параметры
Напряжение затвор-исток управляет проводимостью канала между стоком и истоком. У MOSFET затвор изолирован тонким слоем оксида, поэтому ток затвора ничтожен, но затвор чувствителен к статике. Ключевые параметры:
- Пороговое напряжение (V_gs(th)) — при котором канал открывается.
- Сопротивление открытого канала (R_ds(on)) — определяет потери в ключе.
- Максимальные ток стока и напряжение сток-исток, ёмкость затвора (влияет на скорость переключения).
Полевой против биполярного
Полевой управляется напряжением (почти нет тока управления), у него высокое входное сопротивление и нет вторичного пробоя, он удобен как силовой ключ (малое R_ds(on)). Биполярный управляется током, но даёт большое усиление и лучше в некоторых аналоговых применениях. В логике и импульсных преобразователях доминируют MOSFET; во входных малошумящих каскадах — JFET.
Частые вопросы
Почему MOSFET боится статики?
Затвор изолирован тончайшим слоем оксида; статический заряд может пробить его и вывести транзистор из строя. Поэтому MOSFET хранят с замкнутыми выводами и монтируют с антистатической защитой.
Что такое R_ds(on) и почему он важен?
Это сопротивление открытого канала. Чем оно меньше, тем меньше потери и нагрев силового ключа при том же токе: P = I²·R_ds(on). Для мощных ключей выбирают MOSFET с минимальным R_ds(on).
Итоги
Полевой транзистор управляется полем (напряжением затвора) и почти не потребляет тока управления. JFET хорош во входных малошумящих каскадах, MOSFET — в логике и силовых ключах. Ключевые параметры — пороговое напряжение и сопротивление открытого канала. Вместе с биполярным это второй столп активной электроники.
Смотрите также: Биполярные транзисторы · Цифровая логика · Усилители.