ترانزیستور فت چیست؟

آشنایی با ترانزیستور فت ( FET )

در این مقاله قصد داریم شما را با ترانزیستور فت آشنا کنیم تا با شناخت کامل این نوع ترانزیستورها بتوانید از آن ها در پروژه های خود استفاده نمایید.اگر مقاله ترانزیستورها را مطالعه کرده باشید میدانید که کاربرد ترانزیستور در مدارات مختلف سوئچینگ و تقویت سیگنال می باشد. ترانزیستورهای فت و هر مدل از ترانزیستورها هم کاربردشان همین است با این تفاوت که کنترل ها و قابلیت های مختلفی را در عمل تقویت سیگنال و یا سوئیچینگ در اختیار ما قرار می دهند.

مقدمه ای کوتاه بر ترانزیستورهای FET

ترانزیستورهای فت یکی از پرکاربردترین نوع ترانزیستورها در الکترونیک و الکترونیک صنعتی هستند.اگر بخواهیم که خیلی ریزبینانه در مورد ترانزیستورهای فت توضیح دهیم باید چندین مقاله مختلف نوشته شود و هر کدام به جنبه های مختلف این نوع ترانزیستور بپردازد ولی برای این که شما به صورت کاربردی ترانزیستور FET را بشناسید و به صورت پروژه محور بتوانید از این نوع ترانزیستور استفاده کنید ،ما مسائل مهم و کاربردی را به شما عزیزان آموزش خواهیم داد تا فقط به کاربردهای آن پرداخته شود و برای همین به مسائل فیزیک و ساختار فیزیکی ترانزیستور پرداخته نمی شود.

میتوان از کاربردهای ترانزیستورهای FET به استفاده در برق قدرت – طراحی و پیاده سازی منابع تغذیه سوئیچینگ و یا طراحی و ساخت انواع درایورها اشاره کرد.از ترانزیستورهای FET حتی در تولید تراشه ها و مدارات دیجیتال نیز استفاده فراوان می شود که خود باعث کارایی بالاتر مدارت میشود.حالا چرا ترانزیستورهای FET تا به این حد پرکاربرد هستند و در مدارات زیادی امروزه مورد استفاده قرار می گیرند بر می گردد به ساختار ترانزیستور که در ادامه با ساختار ترانزیستور FET آشنا خواهید شد.

و اما ساختار ترانزیستورهای FET ( ترانزیستورهای اثر میدان )

همان طور که میدانید ترانزیستورهای معمولی یا همان BJT ها دارای سه پایه می باشند که نام هر کدام از این پایه ها و عملکردشان باهم متفاوت است.در واقع ترانزیستورهای BJT دارای پایه B ، C ، E هستند.ترانزیستورهای FET نیز دارای سه پایه هستند ولی با نام های متفاوت. نام پایه های ترانزیستور FET به این صورت است .G (گیت) – D (درین) – S (سورس) میباشد. پایه تحریک ترانزیستور FET پایه G یا همان پایه گیت است.

در ترانزیستورهای BJT که ترانزیستورهای پیوندی دو قطبی هم نامیده میشوند در اصطلاح تخصصی،جریان c توسط b کنترل می شود.وقتی که بخواهیم سیگنالهایی با فرکانس بالاتر را استفاده کنیم به دلیل کاهش مقاوت درونی ترانزیستورهای BJT و ایجاد نویز نمی توان از این نوع ترانزیستورها استفاده کرد.اصلی ترین دلیل این که نمی توان از ترانزیستورهای BJT در سیگنال های با فرکانس بالا استفاده کرد این است که میزان مقاوت آن کم میشود که در بالا نیز اشاره شد.

خب برای این که شروع کنیم به توضیح ساختار ترانزیستور فت بهتر است در ابتدا نگاهی کامل به تصویر روبه رو داشته باشید،این تصویر ساختار داخلی یک ترانزیستور فت است. همان طور که در تصویر مشاهده میکنید میتوانید سه پایه ترانزیستور FET را مشاهده کنید.بعدها تغییراتی در این نوع ترانزیستورها اتفاق افتاد که باعث بهبود عملکرد آن ها شد و سپس به ترانزیستورهای JFET معرفی شدند. 

از نطر ساختاری و با توجه به تصویر روبه رو باید بدانید که ترانزیستورهای JFET  از یک کریستال نوع N تشکیل شده است. در واقع اصل ساختار ترانزیستورها مواد کریستالی نیمه هادی هستند،در ساختار ترانزیستور JFET نوعی فلز دارای سه ظرفیت را به کونه ای قرار میدهند که نوعی ناحیه pn تشکیل شود که غلطت ناحیه p کمی بیشتر از ناحیه n باشد که همین مورد باعث به وجود آمدن دو قطب میشود.

در چنین ساختاری ناحیه p دروازه یا همان Gate که همان پایه G است تشکیل میشود،در مقابل نیز ناحیه N کانال می باشد.در این ساختار با متصل شدن دو سیم و یا مواد رسانا به ناحیه N و یک سیم به ناحیه p ،ترانزیستور تشکیل میشود که این نوع ترانزیستور همان ترانزیستور اثر میدان یا FET  و یا  JFET می باشد.

رفتار ترانزیستور اثر میدان JFET در مدار

اگر پایه های درین و سورس دارای اتصال کوتاه به یکدیگر باشند ،جریانی از کانال عبور نخواهد کرد چرا که توسط ناحیه سد که خالی از حامل های الکتریسیته می باشد از یک دیگر جدا شده اند.ولی اگر سیگنالی الکتریکی را به پایه گیت بدهیم آن وقت جریان از پایه درین به سورس راه می یابد و با افزایش جریان در پایه درین D میزان جریان عبوری نیز افزایش پیدا میکند.

شما با کمی آزمون و خطا به راحتی میتوانید به عملکرد ترانزیستور فت پی ببرید ،کافی است که مدارت مختلفی حتی مداری ساده را پیاده سازی کرده و از ترانزیستور فت درآن استفاده کنید تا عملکرد آن را ببینید.در ادامه هم باید بدانید که پایه گیت G ترانزیستور فت پایه ورودی و روشن کردن ترانزیستور است، پایه درین D پایه ورودی جریان در ترانزیستور فت می باشد و پایه سورس S هم پایه این است که جریان از ترانزیستور خارج میشود.با اعنمال ولتاژ مختلف ورودی به پایه D و همچنین به پایه G میتوانید به راحتی جریان خروجی در پایه S را کنترل کنید. به این ترتیب از ترانزیستور فت میتوانید استفاده های مختلفی بکنید. 

خرابی و روش تست ترانزیستور FET

ترانزیستورها دارای کارایی و قابلیت های زیادی هستند ولی متاسفانه دچار خرابی و اتصال کوتاه میشوند.ترانزیستوری که دچار خرابی از نوع اتصال کوتاه در مدار شده است میتواند به کل مدار آسیب وارد کند، بنابراین باید حتما در یک مدار ترانزیستور خراب را شناسایی و تعویض کنید. تشخیص خرابی یک ترانزیستور بسیار آسان است.کاری که برای عیب یابی و تست سلامت ترانزیستور از نوع فت انجام دهید به این صورت است که در ابتدا بر روی مدا و قبل از جدا کردن ترانزیستور با یک مولتی متر از پایه های ترانزیستور تست اتصال کوتاه بگیرید،به این صورت که اگر تمام پایه های ترانزیستور به یکدیگر اتصال کوتاه داشتند این ترانزیستور مشکوک به خرابی است.

ولی برای تست دقیق تر باید ترانزیستور را با احتیاط و رعایت اصول  از برد جدا کرده و سپس تست کنید.ترانزیستور باید عملکرد طبیعی خود را داشته باشد که برای بهتر فهمیدن میتوانید در زیر ویدیوی تست ترانزیستور فت را مشاهده کنید. توجه کنید که روش تست ترانزیستور ماسفت MOSFET و FET به یک صورت است.ویدیوی زیر نحوه تست ماسفت و فت را آموزش داده است.

امیدواریم که از این آموزش استفاده لازمه را داشته باشید.سعی ما بر این بود که بدون پرداختن به مسائل پیچیده به ساده ترین روش ساختار و عملکرد ترانزیستور FET را به شما عزیزان آموزش بدهیم.

برای عضویت در کانال تلگرامی ما و دریافت آموزش های رایگان روی تصویر زیر کلیدک کنید.