Qual é a voltagem necessária para ligar o transistor?

1, Definição de tensão de ativação para transistores
A tensão de ativação de um transistor, em resumo, refere-se ao valor mínimo de tensão necessário para fazer a transição do transistor do estado desligado para o estado ligado. A definição e o método de medição da tensão de ativação para diferentes tipos de transistores, como transistores de junção bipolar (BJTs) e transistores de efeito de campo (FETs), são ligeiramente diferentes.
Transistor de junção bipolar (BJT): No BJT, a tensão de ativação geralmente se refere ao momento em que a tensão do emissor de base (Vbe) atinge um certo valor crítico, no qual o transistor começa a conduzir. Este valor crítico depende do material e do processo de fabricação do transistor, geralmente entre 0.6V e 0.7V (para BJTs baseados em silício), mas também pode variar dependendo do modelo específico.
Transistor de Efeito de Campo (FET): A tensão de ativação de um FET se refere a um valor específico que a tensão da fonte do gate (Vgs) precisa atingir para que o canal comece a se formar ou fortalecer, fazendo com que o FET faça a transição do estado desligado para o estado ligado. Esse valor é comumente chamado de tensão limite (Vth), e sua magnitude também é influenciada pelo tipo de FET (como canal N ou canal P), material (como silício ou arsenieto de gálio) e processo de fabricação.
2, Fatores que afetam a tensão de ativação dos transistores
A tensão de ativação de um transistor não é fixa e é influenciada por vários fatores
Temperatura: Conforme a temperatura aumenta, a concentração intrínseca de portadores de materiais semicondutores aumenta, causando uma mudança na voltagem de ativação dos transistores. Em termos gerais, a voltagem de ativação do BJT diminuirá levemente com o aumento da temperatura, enquanto a voltagem limite do FET pode aumentar ou diminuir, dependendo do tipo e do processo de fabricação do FET.
Processo de fabricação: Diferentes processos de fabricação podem causar mudanças nas dimensões geométricas, concentração de dopagem e outros parâmetros dos transistores, afetando assim sua voltagem de ativação. Com o avanço contínuo da tecnologia de semicondutores, a voltagem de ativação dos transistores também está diminuindo constantemente para atender aos requisitos de alto desempenho e baixo consumo de energia.
Materiais: Além do silício, outros materiais como arsenieto de gálio, carboneto de silício, etc. são usados ​​para fabricar transistores. Esses materiais têm diferentes propriedades físicas e químicas, que também podem afetar a voltagem de ativação dos transistores.
3, Método para medir a tensão de ativação dos transistores
Medir a tensão de ativação de transistores requer o uso de equipamento de teste profissional, como analisadores de parâmetros de semicondutores ou osciloscópios. Aqui está um exemplo simplificado de etapa de medição (usando MOSFET de canal N como exemplo):
Conecte o dreno (D) do MOSFET ao polo positivo da fonte de alimentação e a fonte (S) ao polo negativo da fonte de alimentação para formar um canal de fonte de dreno.
Aplique uma tensão gradualmente crescente (Vgs) ao gate (G) usando um gerador de sinal ou fonte de tensão.
Enquanto isso, use um amperímetro para monitorar as mudanças na corrente de dreno (Id). Quando Id começa a aumentar significativamente (geralmente atingindo uma corrente limite predefinida), o Vgs correspondente é a tensão limite (Vth) do MOSFET.
Deve-se observar que, devido a vários erros e incertezas no processo de medição (como resistência de contato, desvio de temperatura, etc.), a tensão de abertura medida real pode ter algum desvio do valor teórico ou do valor nominal no manual de dados.
4. A importância da tensão de ativação do transistor em aplicações práticas
A tensão de ativação dos transistores tem um impacto significativo no design do circuito e na otimização do desempenho. Por exemplo, em circuitos digitais, para garantir a comutação correta das portas lógicas e reduzir o consumo de energia, é necessário controlar com precisão a tensão de ativação dos transistores. Além disso, em circuitos analógicos, a tensão de ativação dos transistores também determina parâmetros-chave, como ganho do circuito e largura de banda. Portanto, ao projetar e fabricar transistores, é necessário considerar totalmente as características e os requisitos de sua tensão de ativação.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html