Millist pinget on vaja transistori sisselülitamiseks?

1, Transistoride sisselülituspinge määratlus
Lühidalt öeldes viitab transistori sisselülituspinge minimaalsele pinge väärtusele, mis on vajalik transistori üleminekuks väljalülitatud olekust sisselülitatud olekusse. Erinevat tüüpi transistoride, näiteks bipolaarsete transistoride (BJT) ja väljatransistoride (FET) sisselülituspinge määratlus ja mõõtmismeetod on veidi erinevad.
Bipolaarne ristmiktransistor (BJT): BJT puhul viitab sisselülituspinge tavaliselt hetkele, mil baasemitteri pinge (Vbe) saavutab teatud kriitilise väärtuse, mille juures transistor hakkab juhtima. See kriitiline väärtus oleneb transistori materjalist ja tootmisprotsessist, üldiselt vahemikus 0,6 V kuni 0,7 V (ränipõhiste BJT-de puhul), kuid võib ka erineda olenevalt konkreetsest mudelist.
Väljatransistor (FET): FET-i sisselülituspinge viitab konkreetsele väärtusele, milleni paisuallika pinge (Vgs) peab jõudma, et kanal saaks hakata moodustuma või tugevnema, põhjustades seeläbi FET-i ülemineku väljalülitatud olekust sisselülitatud olekusse. Seda väärtust nimetatakse tavaliselt lävipingeks (Vth) ja selle suurust mõjutavad ka FET-i tüüp (nt N-kanal või P-kanal), materjal (nt räni või galliumarseniid) ja tootmisprotsess.
2, Transistoride sisselülituspinget mõjutavad tegurid
Transistori sisselülituspinge ei ole fikseeritud ja seda mõjutavad mitmesugused tegurid
Temperatuur: Temperatuuri tõustes suureneb pooljuhtmaterjalide sisemise kandja kontsentratsioon, mis põhjustab muutusi transistoride sisselülituspinges. Üldiselt väheneb BJT sisselülituspinge temperatuuri tõustes veidi, samas kui FET-i lävipinge võib tõusta või langeda, olenevalt FET-i tüübist ja tootmisprotsessist.
Tootmisprotsess: erinevad tootmisprotsessid võivad põhjustada muutusi transistoride geomeetrilistes mõõtmetes, dopingukontsentratsioonis ja muudes parameetrites, mõjutades seeläbi nende sisselülituspinget. Pooljuhttehnoloogia pideva arenguga väheneb pidevalt ka transistoride sisselülituspinge, et vastata suure jõudluse ja väikese energiatarbimise nõuetele.
Materjalid: Transistoride valmistamisel kasutatakse lisaks ränile ka muid materjale nagu galliumarseniid, ränikarbiid jne. Nendel materjalidel on erinevad füüsikalised ja keemilised omadused, mis võivad samuti mõjutada transistoride sisselülituspinget.
3, Transistoride sisselülituspinge mõõtmise meetod
Transistoride sisselülituspinge mõõtmine eeldab professionaalsete testimisseadmete, näiteks pooljuhtide parameetrite analüsaatorite või ostsilloskoopide kasutamist. Siin on lihtsustatud mõõtmisetapi näide (kasutades näitena N-kanaliga MOSFET-i):
Ühendage MOSFET-i äravool (D) toiteallika positiivse poolusega ja allikas (S) toiteallika negatiivse poolusega, et moodustada äravooluallika kanal.
Rakendage signaaligeneraatori või pingeallika abil väravale (G) järk-järgult suurenev pinge (Vgs).
Vahepeal kasutage ampermeetrit, et jälgida äravooluvoolu (Id) muutusi. Kui Id hakkab märkimisväärselt suurenema (tavaliselt saavutades eelseadistatud lävivoolu), on vastav Vgs MOSFETi lävipinge (Vth).
Tuleb märkida, et mõõtmisprotsessis esinevate erinevate vigade ja ebamäärasuste tõttu (nagu kontakttakistus, temperatuuri triiv jne) võib tegelik mõõdetud avanemispinge andmejuhendis teoreetilisest väärtusest või nimiväärtusest mõnevõrra erineda.
4, Transistori sisselülituspinge tähtsus praktilistes rakendustes
Transistoride sisselülituspingel on oluline mõju vooluahela konstruktsioonile ja jõudluse optimeerimisele. Näiteks digitaalsetes ahelates on loogikaväravate korrektse lülitamise tagamiseks ja energiatarbimise vähendamiseks vaja täpselt juhtida transistoride sisselülituspinget. Lisaks määrab analoogahelates transistoride sisselülituspinge ka peamised parameetrid, nagu vooluahela võimendus ja ribalaius. Seetõttu tuleb transistoride projekteerimisel ja valmistamisel täielikult arvesse võtta nende sisselülituspinge omadusi ja nõudeid.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html