Что такое пороговое напряжение?

Пороговое напряжение — это точка, при которой электрическое устройство активирует любую из своих операций. Обычно это происходит внутри транзистора, который постоянно отслеживает изменения в источнике питания, игнорируя слабые или непреднамеренно просочившиеся через систему. Как только заряд входящего электричества становится достаточным для соответствия заданному стандарту, достигается пороговое напряжение, и мощность может течь через устройство, чтобы включить его. Все, что ниже заданного порога, блокируется и рассматривается как фантомный заряд.

Хотя определение порогового напряжения в устройстве с одной цепью может показаться относительно простым и понятным, современная электроника требует довольно сложной математической формулы для установки и регулирования различных порогов. Такой прибор, как посудомоечная машина, например, может быть запрограммирован на выполнение 20 или более функций в зависимости от повседневных потребностей пользователя, и каждая отдельная фаза, в которую он входит, активируется электрическим зарядом. Эти незначительные изменения мощности позволяют устройству узнать, когда нужно добавить больше воды, когда активировать механизм сушки или как быстро вращать чистящие форсунки. Каждое из этих действий устанавливается на отдельное пороговое напряжение, поэтому, когда необходимо одновременно активировать несколько элементов, требуется тщательное планирование для обеспечения правильной работы. Уравнение для расчета порогового напряжения представляет собой сумму статического напряжения плюс удвоенный объемный потенциал и напряжение на оксиде.

Пороговое напряжение обычно строится с тонким инверсионным слоем, который разделяет изоляцию и корпус транзистора. Крошечные положительно заряженные отверстия покрывают поверхность этой области, и при подаче электричества частицы внутри этих пустот отталкиваются. Как только ток во внутренней и внешней областях выравнивается, транспондер позволяет высвобождать энергию для замыкания цепи, которая активирует процесс. Весь этот процесс завершается в течение миллисекунд, и транзистор постоянно перепроверяет, чтобы убедиться, что протекающий ток оправдан, истощая мощность, если это не так.

Другой термин, который используется, когда речь идет о транспондерах, — пороговое напряжение полевого транзистора на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET). Эти проводящие переключатели имеют положительный или отрицательный заряд, как в приведенном выше примере, и являются наиболее распространенным типом транзисторов в аналоговых или цифровых устройствах. Первоначально МОП-транзисторы были предложены в 1925 году и изготавливались из алюминия вплоть до 1970-х годов, когда в качестве более жизнеспособной альтернативы был открыт кремний.