¿Cuál es el voltaje necesario para encender el transistor?

1. Definición de voltaje de encendido para transistores
El voltaje de encendido de un transistor, en pocas palabras, se refiere al valor de voltaje mínimo requerido para que el transistor pase del estado apagado al estado encendido. La definición y el método de medición del voltaje de encendido para diferentes tipos de transistores, como los transistores de unión bipolar (BJT) y los transistores de efecto de campo (FET), son ligeramente diferentes.
Transistor de unión bipolar (BJT): En los BJT, la tensión de encendido suele hacer referencia al momento en el que la tensión base-emisor (Vbe) alcanza un valor crítico determinado, en el que el transistor empieza a conducir. Este valor crítico depende del material y del proceso de fabricación del transistor, generalmente entre 0,6 V y 0,7 V (para los BJT basados ​​en silicio), pero también puede variar según el modelo específico.
Transistor de efecto de campo (FET): el voltaje de encendido de un FET se refiere a un valor específico que el voltaje de la fuente de compuerta (Vgs) debe alcanzar para que el canal comience a formarse o fortalecerse, lo que hace que el FET pase del estado apagado al estado encendido. Este valor se conoce comúnmente como voltaje umbral (Vth) y su magnitud también está influenciada por el tipo de FET (como canal N o canal P), el material (como silicio o arseniuro de galio) y el proceso de fabricación.
2. Factores que afectan el voltaje de encendido de los transistores
El voltaje de encendido de un transistor no es fijo y está influenciado por varios factores.
Temperatura: A medida que aumenta la temperatura, aumenta la concentración de portadores intrínsecos de los materiales semiconductores, lo que provoca un cambio en el voltaje de activación de los transistores. En términos generales, el voltaje de activación de los transistores de empalme bipolar (BJT) disminuirá ligeramente con el aumento de la temperatura, mientras que el voltaje umbral de los transistores de efecto de campo puede aumentar o disminuir, según el tipo y el proceso de fabricación de los transistores de efecto de campo.
Proceso de fabricación: Los diferentes procesos de fabricación pueden provocar cambios en las dimensiones geométricas, la concentración de dopaje y otros parámetros de los transistores, lo que afecta a su voltaje de encendido. Con el avance continuo de la tecnología de semiconductores, el voltaje de encendido de los transistores también disminuye constantemente para cumplir con los requisitos de alto rendimiento y bajo consumo de energía.
Materiales: Además del silicio, para fabricar transistores se utilizan otros materiales como el arseniuro de galio, el carburo de silicio, etc. Estos materiales tienen diferentes propiedades físicas y químicas, que también pueden afectar al voltaje de encendido de los transistores.
3. Método para medir la tensión de encendido de los transistores.
Para medir la tensión de encendido de los transistores es necesario utilizar equipos de prueba profesionales, como analizadores de parámetros de semiconductores u osciloscopios. A continuación, se muestra un ejemplo simplificado de un paso de medición (utilizando un MOSFET de canal N como ejemplo):
Conecte el drenaje (D) del MOSFET al polo positivo de la fuente de alimentación y la fuente (S) al polo negativo de la fuente de alimentación para formar un canal de fuente de drenaje.
Aplique un voltaje que aumente gradualmente (Vgs) a la puerta (G) utilizando un generador de señales o una fuente de voltaje.
Mientras tanto, utilice un amperímetro para controlar los cambios en la corriente de drenaje (Id). Cuando Id comienza a aumentar significativamente (normalmente alcanzando una corriente umbral preestablecida), el Vgs correspondiente es el voltaje umbral (Vth) del MOSFET.
Se debe tener en cuenta que debido a varios errores e incertidumbres en el proceso de medición (como resistencia de contacto, deriva de temperatura, etc.), el voltaje de apertura medido real puede tener alguna desviación del valor teórico o del valor nominal en el manual de datos.
4. La importancia del voltaje de encendido del transistor en aplicaciones prácticas
El voltaje de encendido de los transistores tiene un impacto significativo en el diseño de circuitos y la optimización del rendimiento. Por ejemplo, en circuitos digitales, para garantizar la correcta conmutación de las puertas lógicas y reducir el consumo de energía, es necesario controlar con precisión el voltaje de encendido de los transistores. Además, en circuitos analógicos, el voltaje de encendido de los transistores también determina parámetros clave como la ganancia del circuito y el ancho de banda. Por lo tanto, al diseñar y fabricar transistores, es necesario considerar completamente las características y los requisitos de su voltaje de encendido.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-silicon-transistor-bcx55.html