Польові транзистори служать опорою сучасної мікроелектроніки Без них не було б ні НВІС, ні ПЛІС, ні MK Всі сучасні компютери, мобільні телефони, ноутбуки побудовані на польових транзисторах, і гідної альтернативи їм поки не видно

На виходах портів MK знаходяться каскади з польовими транзисторами Здавалося б, що підключити до них ще одного польового «тезку» – простіше простого Однак новачок-радіоаматор впадає в шоковий стан, дізнавшись, що існують десятки різновидів польових транзисторів з різною структурою провідності, різної топологією ізоляції затвора, різної технологією легування каналу, різними фірмовими назвами і брендами, а також різними умовними графічними зображеннями на електричних схемах

На щастя, в цифровий, імпульсної та перетворювальної техніки, як правило, використовуються польові МДП-транзистори з ізольованим затвором, що мають n-або-провідність каналу Це досить вузький клас електронних приладів, добре досліджений і легко піддається вивченню

Для прямого сполучення з MK підійдуть ті польові транзистори, які мають низьку напругу відсічення «затвор – витік» (параметр Gate Theshold Voltage в межах 05 .. 25 В) Технологічні досягнення останнього десятиліття зробили такі транзистори малогабаритними і дешевими Потужні польові транзистори зазвичай підключаються до MK через буферні каскади

Якщо порівнювати польові і біполярні транзистори, то висновки «база – колектор – емітер» (Base – Collector – Emitter) у першому наближенні еквівалентні висновків «затвор – стік – витік» (Gate – Drain – Source) Відповідно, схеми ключових каскадів у них будуть дуже схожими З відмінностей – польові транзистори управляються напругою, а не струмом Вони мають високий вхідний і низький вихідний опір, що покращує економічність З іншого боку, велика ємність переходу «затвор – витік» 100 .. 3000 пФ знижує швидкодію, а значний технологічний розкид параметрів змушує проектувати схеми з перестраховкою і з запасом про всяк пожежний випадок»

На Рис 269, а .. ж і Рис 270, a .. r наведені схеми ключових каскадів відповідно з одним і двома польовими транзисторами На Рис 271, a .. r представлені варіанти спільного включення польових і біполярних транзисторів

Таблиця 211 Параметри польових транзисторів

У Табл 211 наведені типові параметри польових транзисторів різної потужності Транзистори з я-каналом аналогічні транзисторам структури п-р-п, а транзистори з-каналом – транзисторам структури р-п-р Тільки от стрілки на умовному зображенні польових транзисторів мають направлення, прямо протилежне своїм біполярним аналогам

Рис 269 Схеми підключення одного польового транзистора до MK (початок):

а) класичний інвертуючий ключ на л-канальному транзисторі VT1 Головним параметром при виборі транзистора є напруга відсічення затвора, яке при робочому струмі навантаження RH не повинно перевищувати напруга живлення MK Резистор R3 (R1) опором 51 .. 510 кОм ставлять, щоб транзистор VT1 був закритий в наступних випадках: при рестарт MK, при спрацьовуванні супервізора просадок харчування, при пропажі напруги +5 В, при перекладі лінії MK в Z-стан Резистор R3 прискорює розряд ємності затвора Резистор R2 захищає лінію MK від наведень великої амплітуди через ланцюг затвора з боку стоку при комутації потужних навантажень Він обовязковий при високих напругах в навантаженні і великому рівні перешкод Резистори R1, R3 допускається не ставити, якщо навантаження не критична до випадкових включениям За великим рахунком затвор польового транзистора VT1 в даній схемі може «висіти в повітрі», оскільки його захищають від статичної електрики внутрішні діоди MK

б) діоди VD1, VD2 ставлять для захисту польового транзистора VT1 від викидів напруги в індуктивному навантаженні і для зниження перешкод у мережі живлення Сучасні польові транзистори серії MOSFET мають вбудовані потужні діоди, аналогічні VD2 Резистори R1, R2 можна не ставити при низьких напругах і резистивної навантаженні

в) гальванічно ізольоване включення / вимикання транзистора VT1 На виході MK генерується ВЧ-сигнал, який випрямляється і фільтрується елементами VD1 .. VD4, C3, R2 Стабилитрон VD5 захищає затвор транзистора VT1 Трансформатор T1 намотується на кільці з фериту N30, обмотка I містить 15, а обмотка II – 30 витків дроту ПЕВ-02

г) ключ на польовому-канальному транзисторі VT1 еквівалентний ключу на біполярному транзисторі р-п-р При високому рівні на виході МК транзистор VT1 закритий, а при перекладі в режим входу з Z-станом транзистор відкривається через наявність резистора R1 \ Про

Про Рис 269 Схеми підключення одного польового транзистора до MK (закінчення):

д) запобіжник FU1 спрацьовує при аварійному струмі в навантаженні RH

е) частина схеми електронного дверного дзвінка Захист транзистора VT1 виробляється варторамі RU1, RU2n конденсатором C1 Індикатор приходу гостей – світлодіод HL1 \

ж) діод VD1 захищає лінію МК від високої напруги при пробої транзистора VT1 і від наведених перешкод при наявність потужної індуктивного навантаження RH

а) послідовне включення n-і-канальних транзисторів VT1, VT2 для комутації «високовольтної» навантаження RH Діод VD1 прискорює розряд ємності затвора транзистора VT1 \

б) паралельне включення двох польових транзисторів для збільшення струму навантаження

в) DA1 – це спеціалізований драйвер (фірма International Rectifier), обслуговуючий потужні польові транзистори VT1, VT2 (струм до 15 А) Діод VD1 підвищує надійність Про

Про Рис 270 Схеми підключення двох польових транзисторів до MK (закінчення):

г) перетворювач постійної напруги 12 В в змінну напругу 220 В (DC / AC) Двотактний каскад на транзисторах K77, VT2 управляється буферної логічної мікросхемою DD1 Сигнали з виходів МК повинні бути протівофазного, але з невеликою «бестоковой» паузою, рівною 10% від тривалості періоду (для усунення сквознихтоков та підвищення ККД) Конденсатор С / компенсує реактивність обмотки трансформатора T1 і наближає форму вихідного сигналу 50 Гц до синусоїди

Рис 271 Схеми підключення одного польового і одного біполярного транзисторів до MK

(Початок):

а) буферний біполярний транзистор VT1 управляє потужним польовим транзистором VT2 Підбором резистора R4 можна зменшити викиди напруги на стоці транзистора VT2, що виникають у момент перемикання сигналу

б) біполярний ключ на транзисторі VT1 (можлива заміна KT503) прискорює розряд ємності затвора потужного польового транзистора VT2 Конденсатор C1 збільшує крутизну фронту сигналу, що надходить з виходу MK Резистор R1 забезпечує відкритий стан транзистора VT1 і закрите стан транзистора VT2 при рестарт MK Про

Про Рис 271 Схеми підключення одного польового і одного біполярного транзисторів до MK

(Закінчення):

в) резистори R1, R2 одночасно не дають «висіти в повітрі» базі транзистора VT1 і затвору транзистора VT2npu рестарт MK

г) малопотужний біполярний транзистор VT1, як правило, дешевше польового аналога, а польовий транзистор VT2 забезпечує більш низьке падіння напруги у відкритому стані, ніж біполярний аналог

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)