Elektronika Specilis tranzisztorok FET Hmodell Specilis tranzisztorok Darlingtonkapcsols

Elektronika Speciális tranzisztorok, FET, Hőmodell

Speciális tranzisztorok, Darlington-kapcsolás • • Áramerősítési tényező megnövelése Nagyobb teljesítmény

Darlington problémái • Lineáris üzemben: – – – • Nagy nemlinearitás kis vezérlő áramok esetén Torzítás Előfeszítés a lineáris szakasz határára Kapcsolóüzemben: – – Eredő szaturációs feszültség nagyobb Nagyobb veszteségi teljesítmény (Pd=UCESat*IC)

Komplementer Darlington • • • Különböző tranzisztorokból felépített Eredő tranzisztor a meghajtó Pl. műveleti erősítők végfokozata

Schottky-tranzisztor • • Nem enged töltést felhalmozni a CB átmenetben Nem lesz CB átmeneten töltéstárolási idő Nagyobb megengedett kapcsolási frekvencia STTL -> digitális technológiában

Térvezérelt tranzisztor (FET) • • 1947 -ben fejlesztették ki Sorozatgyártás csak a 60 -as évektől Digitális elektronikában MOSFET-ek a teljesítmény elektronikában • • Vezérlése feszültséggel Változó ellenállású csatorna

Konstrukciós csoportosítás

Záróréteges FET (JFET) • • N szennyezésű csatorna Merőleges p szennyezésű réteg Hőmérsékletfüggő rétegvastagság Nincs sörétzaj

Transzfer karakterisztika • Maximális meredekség Ugs=0

Transzfer karakterisztika hőfokfüggése • Idz a hőmérséklet-független munkapont

Kimeneti karakterisztika

JFET lineáris üzeme • Erősítési felhasználás • A tranzisztor ugyanolyan körülmények mellett: – – – Egy nagyságrenddel nagyobb meredekség Zaja a sörétzaj miatt jelentősen nagyobb Rosszabb nagyfrekvenciás tulajdonságok • Munkapont beállítás feszültséggel • JFET paraméterek szórására és a hőmérsékletfüggésre figyelmet kell fordítani tervezéskor

MOSFET • Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor • • Bementi ellenállás sokkal nagyobb a JFET-hez képest Ha UGS>Uth IDS=K*(UGS-Uth)2

Kiürítéses MOSFET • • • Feszültségmentes állapotban kialakított csatorna Negatív UGS hatására a csatorna elszegényedik UGS=Uth feszültségnél elzáródik a csatorna

MOSFET kapcsoló üzeme • Működését kapcsoló üzemben a szórt kapacitások határozzák meg • • • Nagy sebesség Kis vezérlési teljesítmény Alacsony veszteségek

Kapcsolóüzemi tartományok • • Ohmos tartomány Zárási tartomány

Kapcsolási folyamat

Veszteségek számítása • Ohmos terhelés esetén: – – Vezetési veszteségek Kapcsolási veszteségek • PCOND = I 2 * RDS(ON) * D • PSWITCH = (ID * UDS)/2 * (t. ON + t. OFF) * f. SW • PAVG= PCOND + PSWITCH

MOSFET vezérlése • • • Impulzus transzformátor Optocsatoló Totem-pole áramkörök

Hőmérséklet függés • Ellenállás • Élettartam • Működési tulajdonságok • Letörési feszültség • Méret

Hőmérsékleti model

Tokozások

Hűtőborda méretezés

Hűtőborda méretezés

Hűtőborda típusok

Félvezetők zaja • Termikus vagy Johnson zaj: – – 0 K felett zaj Hőmérsékletfüggő Alkatrészre jutó jel-sávszélesség függő Teljesítménysűrűség spektruma egyenletes eloszlású – Ellenállás esetén:

Félvezetők zaja • Sörétzaj: – – – Potenciálgáton történő áthaladás FET sörétzaja jelentősen kisebb, mint a tranzisztornak Teljesítménysűrűség spektruma egyenletes eloszlású

Félvezetők zaja • Villódzási vagy flicker zaj: – – – Rácstorzulás és nem teljesen tiszta anyagok miatt Mértéke technológiai módszerekkel befolyásolható Teljesítménysűrűség spektruma a frekvenciával arányosan csökken