Лекция 4 Полевые транзисторы

1.

Кафедра Энергетика, автоматизация
и вычислительная техника
Предмет
ЭЛЕКТРОНИКА
Старший преподаватель
Сиверская Татьяна
Ивановна
Тема лекции
Полевые транзисторы. IGBTтранзисторы.

2. Полевые транзисторы

ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Полевым
транзистором
называют
электропреобразовательный прибор, в котором ток
канала
управляется
электрическим
полем,
возникающим с приложением напряжения между
затвором и истоком, и который предназначен для
усиления мощности электромагнитных колебаний.
Каналом
называют
центральную
область
транзистора. Электрод, из которого в канал входят
основные носители заряда, называют истоком, а
электрод, через который основные носители уходят из
канала — стоком. Электрод, служащий для
регулирования поперечного сечения канала, называют
затвором. Поскольку в полевых транзисторах ток
определяется движением носителей только одного знака,
ранее их называли униполярными транзисторами, что
подчеркивало движение носителей заряда одного знака.
Полевые транзисторы изготовляют из кремния и в
зависимости от электропроводности исходного материала
подразделяют на транзисторы с р-каналом и n-каналом.
Классификация и условные графические
обозначения полевых транзисторов

3.

Полевой транзистор с управляющим
переходом — полевой транзистор, у
которого затвор электрически отделен от
канала закрытым p-n-переходом.
Структура (а) и схема включения полевого транзистора с
затвором в виде p-n-перехода (б)
В транзисторе с n-каналом основными
носителями заряда в канале являются
электроны, которые движутся вдоль канала от
истока с низким потенциалом к стоку с более
высоким потенциалом, образуя ток стока Iс.
Между затвором и истоком приложено
напряжение,
запирающее
р-n-переход,
образованный n-областью канала и
р областью затвора.
1,2-области канала и затвора соответственно; 3,4,5выводы истока, стока и затвора соответственно

4.

IGBT транзистор
Биполярный транзистор с изолированным затвором
В современной силовой электронике широкое распространение
получили так называемые транзисторы IGBT. Данная аббревиатура
заимствована из зарубежной терминологии и расшифровывается
как Insulated Gate Bipolar Transistor, а на русский манер звучит
как Биполярный Транзистор с Изолированным Затвором. Поэтому IGBT
транзисторы ещё называют БТИЗ.
БТИЗ представляет собой электронный силовой прибор, который
используется в качестве мощного электронного ключа, устанавливаемого в
импульсные источники питания, инверторы, а также системы управления
электроприводами.
IGBT транзистор - это довольно хитроумный прибор, который
представляет собой гибрид полевого и биполярного транзистора. Данное
сочетание привело к тому, что он унаследовал положительные качества, как
полевого транзистора, так и биполярного.
Суть его работы заключается в том, что полевой транзистор
управляет мощным биполярным. В результате переключение мощной
нагрузки становиться возможным при малой мощности, так как
управляющий сигнал поступает на затвор полевого транзистора.

5.

Упрощённая эквивалентная схема БТИЗ
Внутренняя структура БТИЗ – это каскадное
подключение двух электронных входных ключей,
которые управляют оконечным плюсом. Далее на
рисунке показана упрощённая эквивалентная схема
биполярного транзистора с изолированным затвором.
Весь процесс работы БТИЗ может быть
представлен двумя этапами: как только подается
положительное напряжение, между затвором и истоком
открывается полевой транзистор, то есть образуется n канал между истоком и стоком. При этом начинает
происходить движение зарядов из области n в область p,
что влечет за собой открытие биполярного транзистора,
в результате чего от эмиттера к коллектору устремляется
ток.