Co je to tranzistorový odtok?

Tranzistorový odtok je součástí tranzistoru s efektem pole, běžně nazývaného FET, a ekvivalentu emitoru na standardním polovodičovém tranzistoru. FET má čtyři základní komponenty a odpovídající terminály nazývané brána, zdroj, tělo a odtok. Pokud existuje řídicí napětí na bráně a těle FET, jakýkoli elektrický signál čekající na zdroji se bude pohybovat ze zdroje do tranzistorového odtoku a ven z vývodového terminálu. Tudíž tranzistorový odtok může odkazovat buď na výstupní komponentu tranzistoru s efektem pole, nebo na terminál, který spojuje komponentu s jiným obvodem.

Zatímco tranzistory s polním efektem vykonávají funkce podobné standardním tranzistorům typu junction, způsob jejich provádění je velmi odlišný. Pravidelný tranzistor je vyroben ze tří kusů materiálu nesoucího střídavý statický náboj, buď pozitivní-negativní-pozitivní, nazývaný PNP, nebo negativní-pozitivní-negativní, nazývaný NPN. Tyto kusy, nazývané kolektor, emitor a základna, jsou spolu spojeny, což v podstatě vytváří diodu se dvěma anodami nebo dvěma katodami.

Pokud elektrický signál čeká na kolektoru tranzistoru a na základně není napětí, je tranzistor označen jako vypnutý a nevede elektrický signál. Pokud by pak napětí vstoupilo do základny tranzistoru, změnilo by to elektrický náboj základny. Tato změna náboje zapne tranzistor a signál kolektoru prochází tranzistorem a mimo jeho emitor pro použití v jiných elektronických obvodech.

Tranzistory s polním efektem pracují na zcela jiném principu. FET se skládá ze čtyř kusů materiálu, z nichž každý má terminál, nazývaný zdroj, hradlo, odtok a tělo. Z těchto čtyř je statický náboj nesen pouze zdrojem, odtokem a tělem. Buď bude tento náboj ve zdroji a odtoku záporný, nazývaný n-kanál FET, nebo bude pozitivní v obou, nazývaný p-kanál FET. V obou případech bude tělo FET nést náboj naproti zdroji a odtoku.

Tyto čtyři kusy jsou pak sestaveny v pořadí, které je také odlišné od standardních tranzistorů. Zdroj a odtok budou spojeny na oba konce těla. Brána je poté spojena se zdrojem a vypouštěna, přemostěna, ale nepřichází do přímého kontaktu s tělem tranzistoru. Místo toho je brána nastavena rovnoběžně s tělesem a ve specifické vzdálenosti od těla.

Pokud je FET zařízení typu n-kanál, buď žádné napětí nebo záporné napětí připojené mezi zdrojem a odtokem nepřepne FET do stavu vypnuto a nevede signál mezi zdrojem a odtokem. Když je tělo FET nabité, přepnutí kladného napětí na bránu FET jej přepne do zapnutého stavu. Náboj brány začne stahovat elektrony z těla FET, v podstatě vytváří pole zvané vodivý kanál.

Pokud je napětí na hradle dostatečně silné, bod označovaný jako jeho prahové napětí, může se vodivý kanál plně tvořit. Jakmile se vodivý kanál zcela vytvoří, napětí na zdroji FET bude potom schopné vést svůj signál vodivým kanálem do a z tranzistorového odtoku. Pokud je napětí na hradle sníženo pod jeho prahovou hodnotu, pole přes bránu a tělo FET se okamžitě zhroutí, vezme s sebou vodivý kanál a vrátí FET do vypnutého stavu.

FET jsou velmi citlivé na jejich prahové prahové napětí. Použitím hradlového napětí, které je jen o něco vyšší, než je požadováno, a poté jeho mírným snížením, se FET velmi rychle zapne a vypne. Výsledkem je, že změna hradlového napětí jen nepatrně při velmi vysoké frekvenci může FET vypnout a zapnout při mnohem vyšších rychlostech a při mnohem menším napětí, než je možné u standardního tranzistoru. Rychlosti, se kterými mohou FET přepínat, z nich činí ideální tranzistory pro vysokorychlostní digitální obvody. Nacházejí rozsáhlé použití v zařízeních, jako jsou digitální integrované obvody a mikroprocesory, a jsou tranzistorem volby pro použití v moderních počítačových procesorech.