Силовой транзистор — все, что вам нужно знать

Подумайте о системе электропитания, обеспечивающей высокие уровни мощности. Для такого устройства требуются усилители мощности, чтобы обеспечить нужное количество тока. Вот где силовой транзистор пригодится.

В OurPCB у нас есть все ключевые сведения о транзисторах любого типа. Тем не менее, в этом руководстве основное внимание будет уделено силовым транзисторам. Кроме того, он объяснит принцип работы, плюсы и минусы, среди других ключевых идей.

Что такое силовой транзистор?

Рис. 1. Инженер-электронщик работает над печатной платой

Это тип транзистора, который играет ключевую роль в переключении и усилении электронных сигналов и электроэнергии. Вы найдете этот транзистор в системах питания и мощных усилителях. В первую очередь это переходной транзистор, но можно рассматривать его и как полупроводниковый полевой транзистор.

Хотя его структура отличается от других транзисторов, он работает по тому же принципу.

Тем не менее, для силового транзистора вы найдете уникальные управляемые характеристики. Например, подача входного тока на базовую клемму включает ее. С другой стороны, снятие управляющего сигнала отключит силовой транзистор.

Типы силовых транзисторов

Рис. 2. Различные типы транзисторов

Ниже приведены различные транзисторы, широко используемые в схемах управления питанием:

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Этот тип транзистора имеет дырки и электроны в качестве носителей заряда. Таким образом, мы можем рассматривать его как имеющее две полярности; отсюда и название - биполярные транзисторы. Он полезен в качестве переключателя и усилителя, что делает его важным устройством управления током.

Характеристики мощного BJT включают:

• Это важно при использовании высокой мощности.
• Он отличается более высоким падением напряжения в открытом состоянии, чем транзисторы других типов.
• Более высокая пропускная способность по току.
• Имеет высокое напряжение пробоя.
• Он также больше среднего транзистора. Крайне важно, чтобы протекал максимальный ток.

Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET)

Рис. 3. Электронный транзистор DPAK MOSFET

МОП-транзистор представляет собой тип полевого транзистора с тремя выводами. Они включают основание, исток и сток. Работа силового полевого МОП-транзистора в первую очередь зависит от ширины его канала. Например, при широкой ширине канала производительность транзистора будет оптимальной.

Характеристики мощных полевых МОП-транзисторов включают:

• Транзистор полезен в качестве регулятора напряжения.
• Во время работы ему не нужен входной ток
• Он также характеризуется высоким входным сопротивлением.

Статический индукционный транзистор

Рис. 4. Силовые транзисторы

Транзистор имеет три вывода. Кроме того, он имеет вертикально ориентированную частоту и передает большую мощность. Он имеет более высокое напряжение пробоя, чем обычные полевые транзисторы на полевых транзисторах.

Его основные свойства включают в себя:

• Меньше шума, чем у других полевых транзисторов
• Низкое сопротивление клемм
• Он включается и выключается в течение нескольких секунд.
• Относительно короткий канал.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)

Рис. 5. Мощные IGBT-транзисторы

Это смесь полевого транзистора и биполярного транзистора. Функция этого транзистора зависит от его затвора, с помощью которого вы можете включить или выключить его. Вы обычно найдете их в гаджетах силовой электроники, таких как системы электропитания, инверторы и преобразователи.

Они характеризуются:

• Относительно высокий прирост мощности,
• Значительно ограниченные потери на входе схемы.

Работа силового транзистора

Рис. 6. BJT-транзисторы

Любой типичный биполярный силовой транзистор (BJT) будет иметь четыре зоны работы. К ним относятся:

• Активная область
• Зона квазинасыщения
• Зона жесткого насыщения
• Отрезанная область

Вы можете иметь транзистор в зоне отсечки, если сместите его в обратном направлении при двух условиях. К ним относятся:

• Подключение базовой клеммы к отрицательной клемме, а клеммы эмиттера к положительной клемме,
• Подключение клеммы коллектора к отрицательной клемме, а клеммы основания к положительной клемме.

Во-вторых, транзистор находится в неактивном состоянии, если добиться:

• Прямое смещение перехода эмиттер-база и обратное смещение области коллектор-база.

Затем ваш транзистор будет в состоянии квази-насыщения, когда вы сместите в прямом направлении базу-эмиттер и коллектор-базу. Наконец, это будет в областях жесткого насыщения, когда вы смещаете в прямом направлении базу-эмиттер и коллектор-базу.

Плюсы и минусы использования силового транзистора

Рис. 7. Различные типы транзисторов

Преимущества мощных транзисторов

• Высокая плотность тока
• Низкое прямое напряжение
• Высокий коэффициент усиления по напряжению.
• Большое увеличение пропускной способности

Недостатки силовых транзисторов

• Шумнее других типов транзисторов.
• Ими относительно сложнее управлять
• Низкая термическая стабильность

Приложения

Рис. 8. Панель управления усилителем

• Они полезны в реле.
• Необходим в усилителях мощности.
• Вы также найдете их в преобразователях постоянного тока.
• Полезен в схемах управления питанием
• Наконец, они также находят применение в импульсных источниках питания (SMPS).

Разница между транзистором и силовым транзистором?

Транзистор представляет собой электронное устройство с тремя или четырьмя выводами в структуре. Подача напряжения питания на одну из его клемм вызывает изменение тока на другой клемме. Таким образом, его работа синонимична работе усилителя или переключателя.

И наоборот, силовой транзистор подобен радиатору. Это важно для защиты цепи от повреждений. Кроме того, он относительно больше, чем средний нормальный транзистор.

Заключение

Как вы видели, почти все цифровые системы должны иметь мощный транзистор. Они особенно важны в схемах переключения, системах питания и аудиоприложениях. Также по любым вопросам обращайтесь к нам.