ترانزستورات التأثير الثنائي القطب والميدان - ما هو الفرق

الحالي أو الحقل

يجب أن يعرف معظم الناس ، بطريقة أو بأخرى يواجهون الإلكترونيات ، والجهاز الأساسي للتأثير الميداني والترانزستورات ثنائية القطب. على الأقل من اسم "ترانزستور تأثير المجال" ، من الواضح أنه يتحكم فيه الحقل ، الحقل الكهربائي لمصراع الكاميرا ، بينما الترانزستور ثنائي القطب التي تسيطر عليها قاعدة الحالية.

الحالي والميدان - الفرق هو الكاردينال. بالنسبة إلى الترانزستورات ثنائية القطب ، يتم التحكم في جامع التيار من خلال تغيير تيار التحكم في القاعدة ، بينما للتحكم في تيار التصريف لترانزستور تأثير المجال ، يكفي تغيير الجهد المطبق بين البوابة والمصدر ، ولم يعد هناك حاجة إلى أي تيار تحكم بعد الآن.

FETS أسرع

ما الترانزستورات مجال أفضل أو ثنائي القطب؟ إن ميزة الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، مقارنة بالترانزستورات ثنائية القطب ، واضحة: تتمتع الترانزستورات ذات التأثير الميداني بمقاومة عالية للإدخال في التيار المباشر ، وحتى التحكم في التردد العالي لا يؤدي إلى تكاليف طاقة كبيرة.

لا يوجد تراكم وناقلات لشحنات الأقليات غائبة في الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، وهذا هو السبب في أن سرعتها مرتفعة للغاية (كما لاحظ مطورو معدات الطاقة). ونظرًا لأن نقل الموجات الحاملة الرئيسية المسؤول عن التضخيم في الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، فإن الحد الأعلى للتضخيم الفعال للترانزستورات ذات التأثير الميداني أعلى منه في الترانزستورات ثنائية القطب.

نلاحظ هنا أيضًا استقرار درجة الحرارة المرتفعة ، وانخفاض مستوى التداخل (بسبب نقص حقن ناقلات شحن الأقليات ، كما يحدث في الناقلات ثنائية القطب) ، والاقتصاد من حيث استهلاك الطاقة.

رد فعل مختلف للحرارة

في حالة ارتفاع درجة حرارة الترانزستور ثنائي القطب أثناء تشغيل الجهاز ، يزداد تيار باعث المجمع ، أي أن معامل درجة الحرارة لمقاومة الترانزستورات ثنائية القطب يكون سالبًا.

في الحقل ، يكون العكس صحيحًا - معامل درجة الحرارة لمصدر التصريف إيجابي ، أي مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد أيضًا مقاومة القناة ، أي ينخفض ​​تيار مصدر الصرف. يمنح هذا الظرف الترانزستور ذي التأثير الميداني ميزة واحدة أكثر من تلك الموجودة في القطبين: يمكن أن تكون الترانزستورات ذات التأثير الميداني متصلة بأمان على التوازي ، ولن تكون المقاومات المتكافئة في دارات مصارفها مطلوبة ، نظرًا للزيادة في الحمل ، ستزداد أيضًا مقاومة القناة تلقائيًا.

لتحقيق تيارات تحويل عالية ، يمكنك بسهولة طلب مفتاح مركب من العديد من الترانزستورات المتوازية ذات التأثير الميداني ، والتي تستخدم كثيرًا في الممارسة ، على سبيل المثال في المحولات (انظر - لماذا تستخدم المحولات الحديثة الترانزستورات بدلا من الثايرستور).

لكن الترانزستورات ثنائية القطب لا يمكن أن تكون متوازية فحسب ، بل إنها تحتاج بالضرورة إلى مقاومات تسوية التيار في دوائر البواعث. خلاف ذلك ، بسبب خلل في مفتاح مركب قوي ، فإن أحد الترانزستورات ثنائية القطب سوف يحدث عاجلا أو آجلا انهيار حراري لا رجعة فيه. مشكلة المركب المسماة تكاد تكون غير مهددة بواسطة مفاتيح الحقل المركبة. ترتبط هذه الميزات الحرارية المميزة بخصائص قناة n و p البسيطة و تقاطع p-nالتي تختلف اختلافا جذريا.

نطاقات تلك وغيرها من الترانزستورات

الاختلافات بين تأثير المجال والترانزستورات ثنائية القطب تفصل بوضوح مجال تطبيقها. على سبيل المثال ، في الدوائر الرقمية ، حيث يكون الحد الأدنى للاستهلاك الحالي في حالة الاستعداد ، تستخدم الترانزستورات ذات التأثير الميداني على نطاق أوسع اليوم. في الدوائر الدقيقة التناظرية ، تساعد الترانزستورات ذات التأثير الميداني على تحقيق خطية عالية لخصائص الكسب في مجموعة واسعة من الفولتية العرض ومعلمات الإخراج.

يتم تطبيق دوائر بكرات البكرة بشكل ملائم اليوم باستخدام ترانزيستورات التأثير الميداني ، وذلك لأن مجموعة الفولتية الناتجة كإشارات للمدخلات يتم تحقيقها بسهولة ، وتتزامن تقريبًا مع مستوى الجهد الكهربائي للإمداد. يمكن أن تقوم هذه الدوائر ببساطة بتوصيل ناتج أحدهما بإدخال الآخر ، وليس هناك حاجة إلى محددات أو فواصل للجهد على المقاومات.

بالنسبة إلى الترانزستورات ثنائية القطب ، تبقى تطبيقاتها النموذجية: مكبرات الصوت ، ومراحلها ، والمعدلات ، والكاشفات ، ومحولات المنطق ، ودارات منطق الترانزستور.

فوز المجال

أمثلة بارزة من الأجهزة القائمة على ترانزستورات تأثير المجال والساعات الإلكترونية و جهاز التحكم عن بعد للتلفزيون. نظرًا لاستخدام هياكل CMOS ، يمكن لهذه الأجهزة تشغيل ما يصل إلى عدة سنوات من مصدر طاقة مصغر واحد - بطارية أو مركم ، لأنها لا تستهلك الطاقة عملياً.

حاليًا ، يتم استخدام الترانزستورات ذات التأثير الميداني على نحو متزايد في مختلف الأجهزة الراديوية ، حيث يتم استبدالها بالفعل بنجاح بأقطاب ثنائية القطب. يسمح استخدامها في أجهزة الإرسال اللاسلكي بزيادة وتيرة إشارة الموجة الحاملة ، مما يوفر لهذه الأجهزة مناعة عالية الضوضاء.

تمتلك مقاومة منخفضة في الحالة المفتوحة ، يتم استخدامها في المراحل النهائية لمكبرات الصوت ذات التردد العالي (Hi-Fi) ، حيث يتم بنجاح استبدال الترانزستورات ثنائية القطب وحتى الأنابيب الإلكترونية بنجاح.

في الأجهزة عالية الطاقة ، مثل البداية الناعمة ، ترانزستورات بوابة ثنائية القطب معزولة (IGBT) - الأجهزة التي تجمع بين ترانزستورات التأثير الثنائي القطب والتأثيرات الميدانية تعمل بالفعل على تشريد بنجاح الثايرستور.

انظر أيضا: أنواع الترانزستورات وميزاتها