Tranzystor polowy (unipolarny) to jeden z najstarszych typów tranzystora, którego pierwsze modele powstały jeszcze w latach 20. ubiegłego wieku. Mimo stuletniej tradycji jest z powodzeniem wykorzystywany do dziś w różnego rodzaju układach i sprzęcie elektronicznym.
Budowa tranzystora unipolarnego
W tranzystorze unipolarnym do sterowania prądem używane jest pole elektryczne. Jego główną częścią jest kryształ odpowiednio domieszkowanego półprzewodnika z dwiema elektrodami. Pierwszą z nich jest źródło (S) stanowiące odpowiednik emitera w tranzystorze bipolarnym, drugim zaś dren (D) odpowiadający kolektorowi.
Przepływ prądu następuje w tzw. kanale pomiędzy źródłem a drenem. Wzdłuż kanału umieszcza się trzecią elektrodę, czyli bramkę (G), którą można utożsamiać z bazą w tranzystorze bipolarnym. Rzadziej wykorzystywana jest czwarta elektroda mająca zastosowanie do odpowiedniej polaryzacji podłoża.
Zasada działania tranzystora unipolarnego
Jak w przypadku każdego innego typu, tranzystor unipolarny pozwala na sterowanie przepływem ładunku elektrycznego. Dzieje się to za sprawą pola elektromagnetycznego, które jest wytwarzane przez napięcie doprowadzone do bramki. Pole zmienia efektywny przekrój kanału, przez który płynie prąd. To powoduje zmianę oporu dren–źródło.
Tranzystor unipolarny nie ma złącz przewodzących. Prąd zarówno nie wpływa, jak i wypływa z bramki, w wyniku czego rezystancja wejściowa jest wysoka. Ma to zastosowanie m.in. w przełącznikach analogowych.
Jakie wyróżniamy rodzaje tranzystorów unipolarnych?
Istnieje wiele różnych odmian tranzystorów unipolarnych, które dość znacząco się od siebie różnią. Tradycyjny podział wyróżnia tranzystory złączowe JFET oraz z izolowaną bramką IGFET. Wśród tych drugich najpopularniejsze są tranzystory typu MOSFET, wykorzystywane do sterowania podzespołami pobierającymi duży prąd, co ma miejsce np. w przypadku silników.
MOSFET to tranzystory unipolarne ze złączem metal–tlenek–półprzewodnik, które inaczej, niż JFET korzystają z dodatkowej elektrody B, czyli podłoża. W tej grupie najczęściej wyróżnia się tranzystory z kanałem zubożanym i wzbogacanym.
Tranzystory MOSFET można łączyć równolegle, dzięki czemu możliwe jest tworzenie niewielkich i wieloelementowych układów scalonych o złożonej budowie. Ich zakup nie jest problemem, są szeroko dostępne m.in. w sklepie tme.eu.
Jakie są podstawowe zastosowania tranzystorów unipolarnych?
Tranzystory unipolarne stosuje się powszechnie w wielu urządzeniach i układach elektronicznych. Z racji małego zapotrzebowania na prąd doskonale sprawdzają się w charakterze przełączników i wzmacniaczy w układach zasilanych niskim napięciem. Do najważniejszych zastosowań należą:
- układy pamięci,
- mikroprocesory,
- bramki CMOS,
- rezystory sterowania napięciem,
- wyłączniki analogowe,
- wzmacniacze różnicowe i małej częstotliwości.
Tranzystory unipolarne można z powodzeniem zastosować zarówno w układach scalonych analogowych, jak i cyfrowych. Są tam najczęściej stosowanymi elementami tego typu.
Materiał partnera
