ฉนวนทรานซิสเตอร์ที่มีฉนวนหุ้มฉนวน

Anonim

ฉนวนทรานซิสเตอร์ที่มีฉนวนหุ้มฉนวน

อุปกรณ์และแผงวงจรกึ่งตัวนำแบบแยกอิสระ


คำถามที่ 1

อย่าเพิ่งนั่งตรงนั้น! สร้างอะไร!

การเรียนรู้ทางคณิตศาสตร์ในการวิเคราะห์วงจรต้องมีการศึกษาและการปฏิบัติมาก โดยปกติแล้วนักเรียนจะได้ฝึกฝนโดยพยายามแก้ไขปัญหาตัวอย่างมากมายและตรวจสอบคำตอบของผู้เรียนจากแบบฝึกหัดหรือผู้สอน ในขณะนี้ดีมีวิธีที่ดีกว่ามาก

คุณจะได้เรียนรู้มากขึ้นโดยการ สร้างและวิเคราะห์วงจรจริง เพื่อให้อุปกรณ์ทดสอบของคุณมี "คำตอบ" แทนหนังสือหรือบุคคลอื่น สำหรับการออกกำลังกายการสร้างวงจรที่ประสบความสำเร็จให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

  1. ควรวัดและบันทึกค่าส่วนประกอบทั้งหมดก่อนที่จะมีการสร้างวงจรโดยเลือกค่าความต้านทานสูงพอที่จะทำให้ส่วนประกอบใด ๆ ที่ใช้งานไม่ได้รับความเสียหายเกิดขึ้นไม่ได้
  2. วาดแผนภาพแผนภาพสำหรับวงจรที่จะวิเคราะห์
  3. สร้างวงจรนี้อย่างระมัดระวังใน breadboard หรือสื่อที่สะดวกอื่น ๆ
  4. ตรวจสอบความถูกต้องของการก่อสร้างของวงจรต่อสายแต่ละสายแต่ละจุดเชื่อมต่อและตรวจสอบองค์ประกอบเหล่านี้ทีละตัวบนแผนภาพ
  5. วิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ด้วยวงจรเพื่อแก้แรงดันและค่าปัจจุบันทั้งหมด
  6. วัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสทั้งหมดอย่างรอบคอบเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการวิเคราะห์ของคุณ
  7. หากมีข้อผิดพลาดที่สำคัญ (มากกว่าไม่กี่เปอร์เซ็นต์) ให้ตรวจสอบการก่อสร้างวงจรของคุณอย่างละเอียดจากแผนภาพแล้วค่อยคำนวณค่าและวัดค่าใหม่อย่างรอบคอบ

เมื่อนักเรียนกำลังเรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายโดยการเชื่อมต่อที่ไม่เหมาะสมในวงจรของพวกเขาผมขอแนะนำให้ทดลองกับส่วนประกอบที่มีกำลังแรงสูงกำลังสูง (ไดโอดแบบปรับตั้งขนาด 1N4001, TO-220 หรือ TO-3) ฯลฯ ) และใช้แหล่งพลังงานแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่แบบแห้งแทนการใช้แหล่งจ่ายไฟแบบ benchtop นี้ลดความน่าจะเป็นของความเสียหายของส่วนประกอบ

ตามปกติหลีกเลี่ยงค่าความต้านทานสูงและต่ำมากเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากการ "โหลด" มิเตอร์ (ที่ปลายด้านบน) และเพื่อหลีกเลี่ยงความเหนื่อยหน่ายของทรานซิสเตอร์ (ที่ต่ำสุด) แนะนำตัวต้านทานระหว่าง 1 kΩถึง 100 kΩ

วิธีหนึ่งที่คุณสามารถประหยัดเวลาและลดความเป็นไปได้ที่จะเกิดข้อผิดพลาดคือการเริ่มต้นด้วยวงจรที่ง่ายมากและเพิ่มส่วนประกอบเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มความซับซ้อนหลังจากการวิเคราะห์แต่ละครั้งแทนที่จะสร้างวงจรใหม่สำหรับปัญหาการปฏิบัติแต่ละครั้ง อีกเทคนิคหนึ่งที่ช่วยประหยัดเวลาคือการใช้ส่วนประกอบเดียวกันในการกำหนดค่าต่างๆของวงจรต่างๆ ด้วยวิธีนี้คุณจะไม่ต้องวัดค่าขององค์ประกอบใด ๆ มากกว่าหนึ่งครั้ง

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ปล่อยให้อิเล็กตรอนตัวเองให้คำตอบของคุณเอง "ปัญหาการปฏิบัติ"!

หมายเหตุ:

เป็นประสบการณ์ของผมที่นักเรียนต้องการการฝึกซ้อมอย่างมากกับการวิเคราะห์วงจรเพื่อให้เกิดความชำนาญ ด้วยเหตุนี้อาจารย์ผู้สอนมักจะให้นักเรียนมีปัญหาในการปฏิบัติงานจำนวนมากและให้คำตอบแก่นักเรียนเพื่อตรวจสอบการทำงานของตน ในขณะที่วิธีนี้ทำให้นักเรียนมีความชำนาญในทฤษฎีวงจรก็ไม่สามารถให้ความรู้อย่างเต็มที่พวกเขา

นักเรียนไม่จำเป็นต้องฝึกคณิตศาสตร์เท่านั้น พวกเขายังต้องการจริงอาคารปฏิบัติวงจรและใช้อุปกรณ์ทดสอบ ดังนั้นฉันจึงแนะนำวิธีการอื่นต่อไปนี้: นักเรียนควร สร้าง "ปัญหาการปฏิบัติ" ของตัวเองด้วยส่วนประกอบที่เป็นจริงและพยายามคำนวณค่าแรงดันและกระแสในรูปแบบต่างๆทางคณิตศาสตร์ ด้วยวิธีนี้ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ "มีชีวิตชีวา" และนักเรียนได้รับความชำนาญในทางปฏิบัติพวกเขาจะไม่ได้รับโดยการแก้สมการเท่านั้น

อีกเหตุผลหนึ่งในการปฏิบัติตามวิธีนี้คือการสอน วิธีการทางวิทยาศาสตร์ : กระบวนการทดสอบสมมติฐาน (ในกรณีนี้เป็นการคาดการณ์ทางคณิตศาสตร์) โดยการทดลองจริง นักเรียนยังจะได้พัฒนาทักษะการแก้ปัญหาจริงเช่นกันเนื่องจากบางครั้งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการสร้างวงจร

ใช้ช่วงเวลาสั้น ๆ กับชั้นเรียนของคุณเพื่อทบทวนกฎ "สำหรับการสร้างวงจรก่อนที่จะเริ่มต้น พูดคุยเกี่ยวกับปัญหาเหล่านี้กับนักเรียนของคุณในลักษณะการเสวนาแบบเดียวกับที่คุณพูดคุยเกี่ยวกับคำถามในตารางงานแทนที่จะพูดกับพวกเขาในสิ่งที่ควรและไม่ควรทำ ฉันไม่เคยหยุดหย่อนที่จะประหลาดใจที่วิธีการที่นักเรียนไม่ค่อยเข้าใจคำแนะนำเมื่อนำเสนอในรูปแบบการบรรยายทั่วไป (อาจารย์คนเดียว)!

ทราบอาจารย์ที่อาจบ่นเกี่ยวกับ "เสียเวลา" ที่จำเป็นในการมีนักเรียนสร้างวงจรจริงแทนเพียงทางคณิตศาสตร์วิเคราะห์ทฤษฎีวงจร:

จุดประสงค์ของนักเรียนที่เรียนในหลักสูตรของคุณคือ "แผงชีทชีท panelpanel" ซึ่งเป็นค่าเริ่มต้น "itemscope>

คำถามที่ 2

ภาพประกอบต่อไปนี้เป็นส่วนตัดขวางของ ทรานซิสเตอร์ผลทรานซิสเตอร์ที่ มี ฉนวนหุ้มฉนวน บางครั้งเรียกว่า IGFET :

อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าบวกกับประตู (อ้างอิงกับพื้นผิว) โดยคำนึงถึงการนำไฟฟ้าระหว่างแหล่งและท่อระบายน้ำ:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

เมื่อแรงดันบวกมากพอที่จะใช้กับประตู ชั้นผกผัน รูปแบบเพียงใต้มันสร้างช่อง N- ประเภทสำหรับแหล่งที่มาระบายน้ำปัจจุบัน:

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าชั้นของการผกผันเกิดขึ้นได้อย่างไรและความหมายสำหรับการนำแหล่ง - ท่อระบายน้ำถ้าไม่มีชั้นผกผันอยู่

พูดคุยกับนักเรียนของคุณว่าชั้นผกผันนี้ผอมบาง; ดังนั้นสิ่งนี้จึงมักเรียกกันว่าเป็น "แผ่น" แบบสองมิติของผู้ให้บริการชาร์จ

นอกจากนี้ยังกล่าวถึงนักเรียนของคุณว่า "IGFET" เป็นคำทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว "MOSFET" มักใช้เป็นเครื่องบ่งชี้เนื่องจากประวัติของอุปกรณ์

คำถามที่ 3

ตัวอักษร "MOS" ในตัวย่อ "MOSFET" ย่อมาจาก "Metal Oxide Semiconductor" อธิบายสิ่งนี้ในการอ้างอิงถึงการสร้าง MOSFET

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"Oxide" หมายถึงเป็นชั้นของวัสดุฉนวนที่วางอยู่ระหว่างเทอร์มินด์เกทเทอร์มินอลและช่องสัญญาณฟิลด์เซมิคอนดักเตอร์

คำถามติดตามผล: MOSFETs บางครั้งเรียกว่า "IGFETs" อธิบายว่าคำย่ออื่น ๆ หมายถึงอะไรและความหมายของคำว่า "MOSFET" เป็นอย่างไร

หมายเหตุ:

อธิบายให้นักเรียนทราบว่า IGFET เป็นคำทั่วไปมากกว่า MOSFET เนื่องจากซิลิคอนไดออกไซด์ไม่ใช่วัสดุที่เหมาะสมเพียงอย่างเดียวในการทำฉนวนสำหรับประตู

คำถามที่ 4

MOSFET บางประเภทมีช่องแหล่งจ่ายไฟแล้วไม่มีแรงดันประตูที่ใช้:

อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นกับการนำไฟฟ้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟด้วยแรงดันไฟฟ้าต่อประตูต่อสารละลายต่อไปนี้ แก้ไขภาพประกอบหากจำเป็น:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนของคุณเปรียบเทียบความประพฤติของ MOSFET ประเภทนี้กับพฤติกรรมประเภทที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าประตูเพื่อสร้างชั้นผกผัน

คำถามที่ 5

มีสองชั้นเรียนทั่วไปของ MOSFETs: MOSFETs ที่ดำเนินการโดยไม่ใช้แรงดันประตูและ MOSFETs ที่ต้องใช้แรงดันประตูเพื่อนำไปใช้ในการนำ แต่ละประเภทของ MOSFET เหล่านี้เรียกว่าอะไรและสัญลักษณ์ของแผน "# 5"> เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ทรานซิสเตอร์ ชนิดพร่อง ( ชนิด D) ดำเนินการโดยไม่มีแรงดันประตูที่ใช้ MOSFET ประเภทเสริมกำลัง (E-type) ต้องใช้แรงดันประตูเพื่อนำไปใช้ในการนำ

หมายเหตุ:

ส่วนหนึ่งของคำถามนี้เกี่ยวกับเบาะแสภายในสัญลักษณ์ทรานซิสเตอร์เป็นสิ่งสำคัญมาก นักเรียนของคุณจะจดจำการทำงานของแต่ละประเภททรานซิสเตอร์ได้ง่ายขึ้นหากพวกเขาสามารถจดจำเบาะแสในสัญลักษณ์ได้

คำถามที่ 6

ระบุสัญลักษณ์แผนผังเหล่านี้:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

หมายเหตุ:

สัญลักษณ์ "bubble" บนประตูของอุปกรณ์ P-channel ช่วยเตือนความทรงจำของฟองอากาศผกผันที่ใช้กับสัญลักษณ์ตรรกะประตู ฉันสมมติว่านักเรียนของคุณจะไม่ได้ศึกษาประตูตรรกะ ณ จุดนี้ดังนั้นนี่คือการคาดเดาของสิ่งที่จะมา!

คำถามที่ 7

ทรานซิสเตอร์ที่มีผลต่อฟิลด์ถูกจัดเป็นอุปกรณ์ ส่งข้อมูลส่วนใหญ่ อธิบายว่าทำไม.

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

การเหนี่ยวนำผ่านทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการชาร์จที่อยู่ในช่องเนื่องจากมีการเติม (ชนิด "ส่วนใหญ่" ของสายชาร์จ)

คำถามในการทบทวน: ในทางตรงกันข้ามทำไมทรานซิสเตอร์ที่มีขั้วสองขั้วถือว่าอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์สองขั้วถือเป็นบันทึกย่อของ ผู้ถือหุ้นส่วนน้อย หมายเหตุ:

ถามนักเรียนว่าทรานซิสเตอร์ชนิดใดใช้หลักการของ ผู้ให้บริการรายย่อย แทนการใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีผลต่อสนาม

คำถามที่ 8

ทรานซิสเตอร์ขั้วไบโพลาร์ (BJP) เป็นอุปกรณ์ "ปกติปิด" เนื่องจากสถานะตามธรรมชาติโดยไม่มีสัญญาณนำไปใช้กับฐานคือไม่มีการนำระหว่างอีซีแอลและตัวเก็บรวบรวมเช่นสวิตช์เปิด ฉนวนทรานซิสเตอร์ฟิลด์ - ผล (IGFETs) ถือว่าเหมือนกันหรือไม่? ทำไมหรือทำไมไม่?

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

IGFET สามารถผลิต ได้ เช่นอุปกรณ์ "ปกติ" หรือ "ปกติปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนทำความเข้าใจกับคำตอบที่ได้รับ อย่ายอมรับคำทักทายที่ไม่สนใจคำตอบว่า "มันขึ้นอยู่กับว่าพวกเขากำลังผลิตอยู่" แต่ต้องการคำอธิบายบางอย่างเกี่ยวกับ สาเหตุ ที่ IGFET จะปกติเมื่อเทียบกับปกติ

คำถามที่ 9

จำนวนกระแสไฟโดยทั่วไปผ่านทางเทอร์มินัลเกต MOSFET จะน้อยกว่ากระแสทั่วไปของกระแสผ่านขั้วฐาน BJT สำหรับกระแสควบคุมที่คล้ายคลึงกัน (drain หรือ collector ตามลำดับ) อธิบายสิ่งที่เกี่ยวกับการก่อสร้างและ / หรือการใช้ MOSFET ที่ จำกัด กระแสอินพุทให้เกือบไม่มีอะไรในระหว่างการใช้งานปกติ

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ประตูหุ้มฉนวนไฟฟ้าจากช่อง

หมายเหตุ:

ถ้าจำเป็นให้กลับไปดูแผนภาพ "cut-away" ของ MOSFET เพื่อช่วยนักเรียนของคุณเข้าใจว่าทำไมความต้านทานอินพุทของ MOSFET คืออะไร

คำถาม 10

ทรานซิสเตอร์ในสนามออกไซด์ของโลหะออกไซด์ (MOSFETs) มีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันออกจาก Bipolar Junction Transistors (BJT) ในหลายวิธี ที่อยู่แต่ละด้านพฤติกรรมเหล่านี้ในคำตอบของคุณ:

กำไรปัจจุบัน
การนำไปใช้กับสัญญาณเข้า (ประตู / ฐาน) ไม่มี
โพลาไรซ์
เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

MOSFET มีกำไรมากกว่า BJTs ในปัจจุบัน

BJTs เป็นอุปกรณ์ปิดการทำงานปกติในขณะที่ MOSFET สามารถทำงานได้ตามปกติหรือโดยปกติจะขึ้นอยู่กับการผลิต

MOSFETs สามารถผ่านปัจจุบันจากแหล่งที่มาเพื่อระบายน้ำหรือจากท่อระบายน้ำไปยังแหล่งที่มาได้อย่างง่ายดายเท่ากับ BJTs สามารถผ่านปัจจุบันจากอีซีแอลไปเก็บในทิศทางเดียว

หมายเหตุ:

สำหรับด้านพฤติกรรมแต่ละด้านให้หารือกับนักเรียนของคุณว่า เหตุใด ประเภททรานซิสเตอร์จึงแตกต่างกัน

คำถาม 11

E-type MOSFETs เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ทั่วไปเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ขั้วสองขั้วซึ่งเป็นสถานะธรรมชาติของช่องสัญญาณของพวกเขาที่ต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก ดังนั้นสถานะของการนำจะเกิดขึ้นเฉพาะในคำสั่งจากแหล่งภายนอกเท่านั้น

อธิบายว่าต้องทำอะไรกับ MOSFET ประเภท E โดยเฉพาะเพื่อขับรถไปสู่สถานะการนำ (ที่ช่องฟอร์มจะนำกระแสระหว่างแหล่งจ่ายและท่อระบายน้ำ)

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างประตูและพื้นผิว (หรือประตูและต้นทางถ้าพื้นผิวเชื่อมต่อกับขั้วต้นทาง) ในลักษณะที่ขั้วของเกตเวย์เทอร์มินัลจะดึงตัวนำประจุไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่เป็นไฟฟ้าสถิต (สร้างชั้นผกผันด้านใต้ ชั้นฉนวนแยกประตูจากช่อง)

หมายเหตุ:

นี่อาจเป็นคำถามที่สำคัญที่สุดที่นักเรียนของคุณสามารถเรียนรู้ที่จะตอบคำถามเมื่อศึกษา MOSFET ประเภท E ชนิดแรก สิ่งที่แน่นอนคือสิ่งที่จำเป็นในการเปิดหนึ่ง? ให้นักเรียนวาดแผนภาพเพื่อแสดงคำตอบขณะที่อยู่หน้าห้อง

สอบถามพวกเขาโดยเฉพาะเพื่อระบุสิ่งที่ขั้วของ V GS จะต้องถูกนำมาใช้เพื่อเปิด N-channel E-type MOSFET และ P-channel E-type MOSFET

คำถาม 12

D-type MOSFETs เป็นอุปกรณ์ทั่วไปเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ที่มีผลต่อสนามซึ่งเป็นสถานะธรรมชาติของช่องสัญญาณที่สามารถรับได้กับกระแสไฟฟ้า ดังนั้นสถานะของการตัดจะเกิดขึ้นเฉพาะในคำสั่งจากแหล่งภายนอก

อธิบายว่าต้องทำอะไรกับ MOSFET ประเภท D โดยเฉพาะเพื่อขับรถให้อยู่ในสภาพตัด (ช่องที่เต็มหมด)

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

แรงดันไฟฟ้าต้องถูกนำมาใช้ระหว่างประตูและพื้นผิว (หรือประตูและแหล่งกำเนิดถ้าพื้นผิวเชื่อมต่อกับขั้วต้นทาง) ในลักษณะที่ขั้วของเกตเวย์เทอร์มินัลไฟฟ้าสถิตขับตัวนำไฟฟ้าส่วนใหญ่ของช่อง

คำถามติดตามผล: ไม่เหมือน JFETs, D-type MOSFET อาจปลอดภัย "ปรับปรุง" เกินกว่าความเป็นผู้นำในสภาพธรรมชาติของพวกเขา อธิบายสิ่งที่จำเป็นเพื่อ "สั่ง" MOSFET ชนิด D เพื่อให้เกิดการทำงานที่ดีขึ้นกว่าที่เป็นอยู่

หมายเหตุ:

นี่อาจเป็นคำถามที่สำคัญที่สุดที่นักเรียนของคุณสามารถเรียนรู้ที่จะตอบคำถามเมื่อศึกษา MOSFET ชนิด D ชนิดแรก สิ่งที่แน่นอนคือสิ่งที่จำเป็นในการเปิดปิด? ให้นักเรียนวาดแผนภาพเพื่อแสดงคำตอบขณะที่อยู่หน้าห้อง

สอบถามพวกเขาเฉพาะเพื่อระบุสิ่งที่ขั้วของ V GS จะต้องมีการใช้เพื่อปิด N-channel D-type MOSFET และ P-channel D-type MOSFET

คำถามที่ 13

ทรานซิสเตอร์ที่มีผลต่อสนามแม่เหล็ก (MOSFET) ของโลหะออกไซด์แตกต่างจาก Junction Field-Effect Transistors (JFETs) อธิบายด้วยคำพูดของคุณว่ามีความแตกต่างอะไรบ้าง

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ฉันจะช่วยให้คุณทำวิจัยของคุณเองที่นี่

หมายเหตุ:

แม้จะมีความคล้ายคลึงกันหลายประการ MOSFETs และ JFETs ไม่เหมือนกัน ขอให้นักเรียนอธิบาย ว่าทำไม ทรานซิสเตอร์สองประเภทจึงทำงานแตกต่างกันไม่ใช่แค่ท่องความแตกต่างที่อ่านจากตำราเรียนหรือเอกสารอ้างอิงอื่น ๆ

คำถาม 14

ระบุชนิดของ MOSFET แต่ละชนิด (ไม่ว่าจะเป็น N-channel หรือ P-channel, D-type หรือ E-type) ระบุตำแหน่งของเทอร์มินัลและตรวจสอบว่า MOSFET ในวงจรเหล่านี้จะเปิดหรือ ปิดอยู่ หรือ ไม่ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามติดตามผล: ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ หมดไป และเป็นบันทึกย่อที่ เพิ่มขึ้น หมายเหตุ:

เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับนักเรียนของคุณที่จะเข้าใจว่าปัจจัยอะไรในวงจรบังคับให้ MOSFET เปิดหรือปิด ข้อมูลบางส่วนที่อยู่ในไดอะแกรมเกี่ยวข้องกับการกำหนดสถานะของทรานซิสเตอร์แต่ละอันและบางส่วนไม่ได้

ให้แน่ใจว่าได้ขอให้นักเรียนอธิบายเหตุผลของแต่ละสถานะของทรานซิสเตอร์ สิ่งที่ปัจจัยหรือการรวมกันของปัจจัยที่มีความจำเป็นต้องเปิด MOSFET เมื่อเทียบกับปิด?

คำถาม 15

ระบุชนิดของ MOSFET แต่ละชนิด (ไม่ว่าจะเป็น N-channel หรือ P-channel, D-type หรือ E-type) ระบุตำแหน่งของเทอร์มินัลและตรวจสอบว่า MOSFET ในวงจรเหล่านี้จะเปิดหรือ ปิดอยู่ หรือ ไม่ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามติดตามผล: ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ หมดไป และเป็นบันทึกย่อที่ เพิ่มขึ้น หมายเหตุ:

เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับนักเรียนของคุณที่จะเข้าใจว่าปัจจัยอะไรในวงจรบังคับให้ MOSFET เปิดหรือปิด ข้อมูลบางส่วนที่อยู่ในไดอะแกรมเกี่ยวข้องกับการกำหนดสถานะของทรานซิสเตอร์แต่ละอันและบางส่วนไม่ได้

ให้แน่ใจว่าได้ขอให้นักเรียนอธิบายเหตุผลของแต่ละสถานะของทรานซิสเตอร์ สิ่งที่ปัจจัยหรือการรวมกันของปัจจัยที่มีความจำเป็นต้องเปิด MOSFET เมื่อเทียบกับปิด?

คำถามที่ 16

ระบุชนิดของ MOSFET แต่ละชนิด (ไม่ว่าจะเป็น N-channel หรือ P-channel, D-type หรือ E-type) ระบุตำแหน่งของเทอร์มินัลและตรวจสอบว่า MOSFET ในวงจรเหล่านี้จะเปิดหรือ ปิดอยู่ หรือ ไม่ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามติดตามผล: ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ หมดไป และเป็นบันทึกย่อที่ เพิ่มขึ้น หมายเหตุ:

เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับนักเรียนของคุณที่จะเข้าใจว่าปัจจัยอะไรในวงจรบังคับให้ MOSFET เปิดหรือปิด ข้อมูลบางส่วนที่อยู่ในไดอะแกรมเกี่ยวข้องกับการกำหนดสถานะของทรานซิสเตอร์แต่ละอันและบางส่วนไม่ได้

ให้แน่ใจว่าได้ขอให้นักเรียนอธิบายเหตุผลของแต่ละสถานะของทรานซิสเตอร์ สิ่งที่ปัจจัยหรือการรวมกันของปัจจัยที่มีความจำเป็นต้องเปิด MOSFET เมื่อเทียบกับปิด?

คำถาม 17

อธิบายว่าเหตุใดผู้ออกแบบวงจรจึงเลือก MOSFET เหนือทรานซิสเตอร์สองขั้วสำหรับแอพพลิเคชันหนึ่ง ข้อดีอะไรที่ MOSFET มีมากกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้ว?

คำถามท้าทาย: พิสูจน์จุดของคุณโดยการเปรียบเทียบการจัดอันดับตัวแปรจากแผ่นข้อมูลสองทรานซิสเตอร์หนึ่งขั้วและอีกช่องหนึ่งที่มีผลต่อเขตประตูฉนวน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทั้งสองทรานซิสเตอร์มีการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่เหมือนกัน (กระแสไฟสูงสุดและปัจจุบันกระแสไหลตามลำดับ)

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

MOSFETs มีข้อกำหนดด้าน "ไดรฟ์" ในปัจจุบันต่ำมาก

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่า "กระแสไฟในรถ" หมายถึงอะไรในแง่ของการจัดอันดับทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้ขอให้อธิบาย ว่าเหตุใด MOSFET จึง ไม่จำเป็นต้องมีกระแสมากเท่ากระแสเป็นทรานซิสเตอร์สองขั้ว ท้าทายพวกเขาเพื่อพิสูจน์จุดของพวกเขาโดยการเปรียบเทียบแผ่นข้อมูล

ไดรฟ์ต่ำปัจจุบันประโยชน์เฉพาะที่ MOSFETs สนุกกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้ว? ตั้งคำถามนี้ให้กับนักเรียนของคุณเพื่อดูว่าพวกเขาได้ตรวจสอบอุปกรณ์เหล่านี้หรือไม่มากกว่าคำถามที่ถาม

คำถาม 18

transconductance ระยะหมายถึงมีการอ้างอิงถึงทรานซิสเตอร์ผลฟิลด์? ฟังก์ชัน transconductance สำหรับ FET มีความสัมพันธ์เชิงเส้นหรือไม่เป็นเชิงเส้นหรือไม่? อธิบายว่าทำไมให้อ้างอิงถึงสมการถ้าเป็นไปได้ที่จะอธิบายคำตอบของคุณ

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"Transconductance" หมายถึงปริมาณของการเปลี่ยนแปลงของกระแสท่อระบายน้ำสำหรับจำนวนที่ต้องการของการเปลี่ยนแรงดันประตู ((ΔI D ) / (ΔVG))) ฟังก์ชัน transconductance สำหรับ FET ไม่แน่นอน

คำถามที่ท้าทาย: สิ่งที่หน่วยของการวัดจะเหมาะสมสำหรับการแสดง transconductance ใน?

หมายเหตุ:

Transconductance ไม่ใช่แค่พารามิเตอร์สำหรับ JFETs แต่ยังรวมถึง MOSFETs (IGFETs) และหลอดสุญญากาศ อุปกรณ์ควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าใด ๆ มีค่า transconductance (แม้ว่าอาจมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงการทำงานของอุปกรณ์เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงβในช่วงการทำงานของ BJT)

คำถาม 19

การเชื่อมต่อ "substrate" ใน MOSFET มักถูกเชื่อมต่อภายในกับแหล่งข้อมูลเช่น:

ซึ่งจะเปลี่ยน MOSFET จากอุปกรณ์สี่ขั้วเป็นอุปกรณ์สามขั้วทำให้ง่ายต่อการใช้งาน หนึ่งผลของการเชื่อมต่อภายในนี้แม้ว่าจะมีการสร้าง ไดโอดปรสิต ระหว่างแหล่งที่มาและสถานีปลายท่อระบายน้ำ: ชุมทาง PN ที่มีอยู่ไม่ว่าเราต้องการหรือไม่

เพิ่มสัญลักษณ์ปรสิตนี้ไปยังสัญลักษณ์ MOSFET ที่แสดงไว้ที่นี่ (แสดงส่วนของ MOSFET ที่แสดงไว้ด้านบน) และอธิบายว่าการปรากฏตัวของมันมีผลต่อการใช้ทรานซิสเตอร์ในวงจรจริงอย่างไร:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามต่อเนื่อง: การปรากฏตัวของไดโอดปรสิตนี้ช่วยให้เราสามารถแยกแยะขั้วบวกจากเทอร์มินัลเกตเมื่อระบุเทอร์มินัลของ MOSFET ด้วยมัลติมิเตอร์ "Notes hidden"> หมายเหตุ:

การปรากฏตัวของไดโอดนี้เป็นแนวคิดที่สำคัญมากสำหรับนักเรียนในการเข้าใจเพราะมันทำให้ MOSFET เป็นอุปกรณ์เดียวสำหรับวัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติมากที่สุด อภิปรายถึงความสำคัญของไดโอดนี้และตรงกันข้ามลักษณะของ MOSFET สามเทอร์มินัลกับลักษณะของ JFET แบบสามจุดซึ่งเป็นอุปกรณ์แบบทวิภาคีอย่างแท้จริง

คำถามที่ 20

ช่างเทคนิคใช้เครื่องมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล (มีคุณสมบัติ "ตรวจสอบไดโอด") เพื่อระบุขั้วของ MOSFET กำลัง:

ช่างเทคนิคได้รับการตรวจวัดแรงดันไฟฟ้า "diode check" ต่อไปนี้ตามลำดับต่อไปนี้:

  1. ขั้วต่อสีแดงตรงกลางเทอร์มินอลช่องเสียบสีแดงด้านขวา = 0.583 โวลต์ ( แสดงในภาพประกอบ )
  2. นำสีแดงบนขั้วกลาง, ช่องสีดำด้านขวาเทอร์มินัล = OL (เปิด)
  3. นำสีดำบนขั้วกลาง, ช่องสีแดงด้านซ้าย = OL (เปิด)
  4. ขั้วลบสีดำบนขั้วกลาง, ช่องสีแดงด้านขวา = 0.001 โวลต์
  5. สายไฟสีแดงตรงกลางเทอร์มินัลขั้วสีดำด้านขวา = 0.001 โวลต์

อธิบายว่าเหตุใดการวัดที่สี่และห้าจึงแตกต่างจากครั้งแรกและครั้งที่สองตามลำดับเมื่อพวกเขาถูกถ่ายระหว่างเทอร์มินัลเดียวกันบน MOSFET คำแนะนำ: MOSFET โดยเฉพาะนี้เป็น N-channel, enhancement-type

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

การกระทำของการวัดที่สามเพิ่มทรานซิสเตอร์ให้อยู่ในสถานะ (อิ่มตัว) โดยใช้แรงดันไฟฟ้าขาออกของมัลติมิเตอร์ในโหมดทดสอบไดโอด MOSFET ยังคงอยู่ในสถานะของการวัดที่สี่และห้า

คำถามต่อไป: เมตรที่จะต้องเชื่อมต่อเพื่อบังคับให้ MOSFET เข้าสู่สถานะปิด (ตัด) สถานะ "หมายเหตุซ่อน"> หมายเหตุ:

ทรานซิสเตอร์ฟิลด์ผลโดยธรรมชาติของพวกเขาเป็นอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าเปิดใช้งานที่มีความต้านทานการป้อนข้อมูลสูงมากยากที่จะระบุมากกว่าทรานซิสเตอร์ขั้วสองขั้วเพราะเอาท์พุทมิเตอร์ในโหมดตรวจสอบไดโอดเพียงพอที่จะเปิดใช้งานและยกเลิกการใช้งานพวกเขา คำถามนี้นำเสนอตัวอย่างที่เป็นประโยชน์ (ค่าจริงมาจากการทดสอบชีวิตจริงของทรานซิสเตอร์ IRF510!)

คำถาม 21

การพิจารณาที่สำคัญเมื่อทำงานรอบวงจรที่มี MOSFETs คือ การปลดปล่อยไฟฟ้าสถิต หรือ ESD อธิบายถึงสิ่งที่ปรากฏการณ์นี้และทำไมมันจึงเป็นการพิจารณาที่สำคัญสำหรับวงจร MOSFET

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

"การปลดปล่อยไฟฟ้าสถิต" คือการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากกับส่วนประกอบของวงจรเนื่องจากการติดต่อหรือความใกล้ชิดกับตัวเครื่องที่มีประจุไฟฟ้าเช่นมนุษย์ แรงดันไฟฟ้าสูงแสดงโดยไฟฟ้าสถิตย์เป็นอันตรายมากกับ MOSFETs ฉันจะแจ้งให้คุณทราบว่าทำไม

หมายเหตุ:

ตรวจดูให้แน่ใจว่าได้ขอให้นักเรียนอธิบายถึงกลไกของความเสียหายของทรานซิสเตอร์ที่เกิดจาก ESD และเพื่อหารือเกี่ยวกับขนาดของแรงดันไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปในสภาวะอากาศแห้ง หากคุณมี microphotographs IC เสียหายจาก ESD ให้นำเสนอบางส่วนของพวกเขาในระหว่างการสนทนาเพื่อความสุขในการรับชมของนักเรียน

คำถาม 22

สายรัดข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ มักถูกสวมใส่โดยช่างเทคนิคเมื่อทำงานบนวงจรที่มี MOSFETs อธิบายว่าสายเหล่านี้ถูกนำมาใช้อย่างไรและคุณจะทดสอบวิธีการอย่างไรเพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานได้อย่างถูกต้อง

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

การทดสอบโอห์มมิเตอร์แบบง่ายๆควรจะเปิดเผยระดับความต้านทานระหว่าง mega-ohm ระหว่างจุดสัมผัสผิวของสายคล้องและคลิปหนีบโลหะ

คำถามต่อเนื่อง: ทำไมมีความต้านทานโดยเจตนาวางระหว่างสายรัดข้อมือและคลิปดิน "บันทึกซ่อนไว้" หมายเหตุ:

คำถามที่ดีในการถามนักเรียนของคุณคือ เหตุผลที่ การป้องกันไฟฟ้าสถิตย์เป็นสิ่งสำคัญเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ของ MOSFET คุณไม่ควรถือว่าเป็นแบบนี้เว้นเสียแต่ว่าหัวข้อจะถูกปกคลุมด้วยคำถามก่อนหน้านี้ก่อนหน้านี้!

นักเรียนของคุณควรมีสายคล้องข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิตซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเก็บเครื่องมืออย่างสม่ำเสมอ เมื่อพูดถึงคำถามนี้จะเป็นการดีที่ให้นักเรียนใช้โอห์มเมอร์เพื่อตรวจสอบการทำงานของสายรัดข้อมือ

คำถาม 23

ทำวงจรให้สมบูรณ์โดยแสดงให้เห็นว่าสวิตช์ปุ่มกดสามารถเชื่อมต่อกับประตูของ MOSFET เพื่อควบคุมการโหลดได้อย่างไร:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

การแก้ปัญหานี้ในขณะที่สามารถทำงานได้ไม่ได้เป็นประโยชน์มากที่สุด ปรับปรุงการออกแบบนี้!

คำถามติดตามผล: คุณจะพูดว่า แหล่งกำเนิด ทรานซิสเตอร์นี้เป็นปัจจุบันหรือไม่ก็ จมลง จากโหลด "notes hidden"> หมายเหตุ:

พูดคุยกับนักเรียนว่าทำไมวงจรที่แสดงในคำตอบจึงไม่จำเป็นต้องเป็นประโยชน์และทำงานร่วมกันเพื่อพัฒนารูปแบบที่ดีขึ้น

คำถามที่ 24

ตรวจสอบว่าโหลดถูกเปิดหรือปิดการทำงานด้วยสวิตช์ในตำแหน่งที่แสดงหรือไม่ นอกจากนี้ระบุว่าทรานซิสเตอร์เป็นชนิด พร่อง หรือชนิดของการ เพิ่มประสิทธิภาพ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โหลดจะไม่ได้รับ การกระตุ้น เนื่องจากทรานซิสเตอร์ ประเภทพร่อง นี้อยู่ในสถานะ "ปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาได้คิดถึงสถานะของทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้และยังทำอะไรที่ทำหน้าที่สวิตช์สองขั้ว (double-throw-DPDT) บังเอิญการกำหนดค่าสายไฟสลับ DPDT นี้เป็นเรื่องปกติทั่วไปในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์!

คำถามที่ 25

ตรวจสอบว่าโหลดถูกเปิดหรือปิดการทำงานด้วยสวิตช์ในตำแหน่งที่แสดงหรือไม่ นอกจากนี้ระบุว่าทรานซิสเตอร์เป็นชนิด พร่อง หรือชนิดของการ เพิ่มประสิทธิภาพ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โหลดจะได้รับการ กระตุ้น จากทรานซิสเตอร์ที่มี การเพิ่มประสิทธิภาพ นี้อยู่ในสถานะ "เปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาได้คิดถึงสถานะของทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้และยังทำอะไรที่ทำหน้าที่สวิตช์สองขั้ว (double-throw-DPDT) บังเอิญการกำหนดค่าสายไฟสลับ DPDT นี้เป็นเรื่องปกติทั่วไปในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์!

คำถามที่ 26

ตรวจสอบว่าโหลดถูกเปิดหรือปิดการทำงานด้วยสวิตช์ในตำแหน่งที่แสดงหรือไม่ นอกจากนี้ระบุว่าทรานซิสเตอร์เป็นชนิด พร่อง หรือชนิดของการ เพิ่มประสิทธิภาพ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โหลดจะได้รับการ กระตุ้น เนื่องจากทรานซิสเตอร์ ประเภทพร่อง นี้อยู่ในสถานะ "เปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาได้คิดถึงสถานะของทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้และยังทำอะไรที่ทำหน้าที่สวิตช์สองขั้ว (double-throw-DPDT) บังเอิญการกำหนดค่าสายไฟสลับ DPDT นี้เป็นเรื่องปกติทั่วไปในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์!

คำถาม 27

ตรวจสอบว่าโหลดถูกเปิดหรือปิดการทำงานด้วยสวิตช์ในตำแหน่งที่แสดงหรือไม่ นอกจากนี้ระบุว่าทรานซิสเตอร์เป็นชนิด พร่อง หรือชนิดของการ เพิ่มประสิทธิภาพ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โหลดจะได้รับการ กระตุ้น จากทรานซิสเตอร์ที่มี การเพิ่มประสิทธิภาพ นี้อยู่ในสถานะ "เปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาได้คิดถึงสถานะของทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้และยังทำอะไรที่ทำหน้าที่สวิตช์สองขั้ว (double-throw-DPDT) บังเอิญการกำหนดค่าสายไฟสลับ DPDT นี้เป็นเรื่องปกติทั่วไปในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์!

คำถามที่ 28

ตรวจสอบว่าโหลดถูกเปิดหรือปิดการทำงานด้วยสวิตช์ในตำแหน่งที่แสดงหรือไม่ นอกจากนี้ระบุว่าทรานซิสเตอร์เป็นชนิด พร่อง หรือชนิดของการ เพิ่มประสิทธิภาพ :

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

โหลดจะไม่ได้รับ การกระตุ้น เนื่องจากทรานซิสเตอร์ที่ เพิ่มประสิทธิภาพ นี้อยู่ในสถานะ "ปิด"

หมายเหตุ:

ขอให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาได้คิดถึงสถานะของทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้และยังทำอะไรที่ทำหน้าที่สวิตช์สองขั้ว (double-throw-DPDT) บังเอิญการกำหนดค่าสายไฟสลับ DPDT นี้เป็นเรื่องปกติทั่วไปในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์!

คำถาม 29

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟทรานซิสเตอร์กำลังให้โหลด (ให้เส้นทางจากรางแรงดันบวกไปยังโหลด) แทนที่จะ จม กระแสน้ำจากโหลด (ให้เส้นทางจากโหลดไปยังรางแรงดันลบหรือพื้น) เนื่องจากด้านหนึ่งของโหลดได้รับการเชื่อมต่อกับพื้น:

เมื่อแหล่งกำเนิดทรานซิสเตอร์ในปัจจุบันมักเรียกว่าสวิทช์ ด้าน สูง กำหนดความต้องการแรงดันขับขี่สำหรับสวิตช์ MOSFET สูง ๆ แต่ละตัว นั่นคือกำหนดสิ่งที่จะต้องเชื่อมต่อกับประตูของแต่ละทรานซิสเตอร์อย่างเต็มที่เปิดเพื่อให้โหลดได้รับพลังงานเต็ม:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

สำหรับ MOSFET ช่อง P, ประตูเพียงแค่ต้องมีการต่อสายดิน สำหรับ N-channel MOSFET ประตูต้องได้รับแรงดันไฟฟ้าบวกมากกว่า + V อย่างน้อย V GS (on)

คำถามติดตามผล: อภิปรายว่าเหตุใดคำว่า "sourcing" และ "sinking" จึงเหมาะสมที่สุดเมื่อดูจากมุมมองของสัญกรณ์ กระแสแบบเดิม สำหรับตรงกันข้ามนี่คือวงจรเดียวกันกับลูกศรที่วาดในทิศทางของการไหลของอิเล็กตรอน:

คำถามท้าทาย: แม้ว่าจะมีความต้องการของเกรย์ไดรฟ์ที่สูงขึ้นของ N-channel MOSFET ก็ตามเหล่านี้มักนิยมใช้อุปกรณ์ P-channel ในการออกแบบวงจรภาคปฏิบัติ อธิบายว่าทำไม. คำแนะนำ: มีบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ การเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการ

หมายเหตุ:

นี่คือการออกกำลังกายที่ดีในการกำหนดขั้วของแรงดันเกจประตู (และขนาด) ที่เหมาะสมรวมถึงการแนะนำแนวคิดในการจัดหาและการจมในปัจจุบันและการสลับด้านสูง ให้แน่ใจว่าได้ใช้เวลาพูดถึงเรื่องของการจัดหาและการจมเนื่องจากจะมีความสำคัญมากขึ้นในภายหลังในการศึกษาของนักเรียน (โดยเฉพาะในการออกแบบวงจรประตูลอจิก)

คำถามที่ 30

วาดการเชื่อมต่อสายไฟที่เหมาะสมสำหรับ "เสริม" MOSFET นี้ด้วยแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้แบตเตอรี่รีเลย์รีเลย์เมื่อมีแสงที่เพียงพอในเซลล์แสงอาทิตย์:

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

คำถามท้าทาย: เชื่อมต่อไดชาร์จไดโอด ("free-wheeling") เข้ากับวงจรที่แสดงเพื่อให้ "kickback" แบบอุปนัยจาก relay de-energizing ไม่เป็นอันตรายต่อ MOSFET

หมายเหตุ:

นักเรียนควรทราบว่าวงจรที่แสดงไม่ใช่วิธีเดียวที่เป็นไปได้ที่ MOSFET สามารถใช้เพื่อเปิดการถ่ายทอดได้ บ่อยครั้งที่เทอร์มินัล (SS) และแหล่งจ่ายไฟ (S) ของ MOSFET ได้รับการทำร่วมกันเพื่อให้วงจรควบคุมและควบคุมมีจุดร่วมกัน (โดยทั่วไปคือจุด "พื้น" ของระบบ)

ถามนักเรียนว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าขั้วของแบตเตอรี่ถูกย้อนกลับ

คำถาม 31

อธิบายว่าจะเกิดอะไรขึ้นในวงจรนี้เมื่อแต่ละสวิตช์กดปุ่มทำงานแยกกัน:

คุณสามารถคิดถึงการใช้งานในทางปฏิบัติใด ๆ ของวงจรเช่นนี้ "# 31"> คำตอบเปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

วงจรนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นสลัก bistable เนื่องจากสามารถ "สลัก" ออกเป็นสองสถานะที่มีเสถียรภาพแตกต่างกัน

หากคุณประสบปัญหาในการวิเคราะห์การทำงานของวงจรนี้ลองจินตนาการว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะ "เปิด" และอีกสถานะหนึ่งอยู่ในสถานะ "ปิด" ทันทีที่เปิดเครื่อง จากนั้นถามตัวเองว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกดปุ่มต่างๆ

หมายเหตุ:

Batchable latch หรือ multivibrator วงจรมีประโยชน์มากและค่อนข้างง่ายที่จะใช้กับ MOSFETs ตามที่แสดงในตัวอย่างนี้ อภิปรายเกี่ยวกับการใช้งานจริงบางอย่างกับนักเรียนของคุณโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกเขายังไม่ได้ค้นพบแอพพลิเคชันของตนเอง

คำถามที่ 32

วงจรนี้ใช้การรวมกันของความจุและความต้านทานในการผลิตหน่วงเวลาเมื่อสวิทช์ปุ่มกดจะถูกปล่อยออกทำให้หลอดไฟจะยังคงอยู่ในชั่วขณะหนึ่งหลังจากที่สวิตช์เปิด:

คำนวณระยะเวลาที่หลอดไฟจะยังคงอยู่หลังจากที่สวิตช์เปิดขึ้นสมมติว่า MOSFET มีแรงดันเกตประตู (เปิด) ของ V GS (th) = 4 โวลต์

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

t delay = 2.05 วินาที

หมายเหตุ:

เพื่อแก้ปัญหานี้นักเรียนต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับวงจรการปลดปล่อยประจุเพื่อหาสมการที่ถูกต้องสำหรับเวลา ถามพวกเขาว่าพวกเขาตั้งวิธีการแก้ปัญหาอย่างไรและพวกเขารู้ได้อย่างไรว่าสมการใดที่จะใช้

คำถาม 33

คาดการณ์ว่าวงจรจะได้รับผลกระทบจากความผิดพลาดดังต่อไปนี้ พิจารณาแต่ละข้อผิดพลาดโดยอิสระ (เช่นทีละข้อไม่มีข้อบกพร่องหลายข้อ):

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่สามารถเปิด (drain-to-source):
ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source):
ตัวต้านทาน R 1 ไม่สามารถเปิดได้:

สำหรับแต่ละเงื่อนไขเหล่านี้อธิบาย ว่าทำไม ผลที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้น

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่เปิด (drain-to-source): มอเตอร์ไม่ยอมทำงาน
ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source): มอเตอร์ทำงานตลอดเวลาและจะไม่ดับลง
ตัวต้านทาน R1 ไม่ทำงานเปิด: มอเตอร์ทำงานเมื่อกดสวิตช์ใช้เวลานานในการปิดเครื่องเมื่อเปิดสวิตช์

หมายเหตุ:

จุดประสงค์ของคำถามนี้คือการเข้าสู่โดเมนของการแก้ไขปัญหาวงจรจากมุมมองของการรู้ว่าความผิดเป็นอย่างไรแทนที่จะรู้ว่าอาการคืออะไร แม้ว่าจะไม่ได้เป็นมุมมองที่เป็นจริง แต่ก็ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้พื้นฐานที่จำเป็นในการวินิจฉัยวงจรที่ผิดพลาดจากข้อมูลเชิงประจักษ์ คำถามอื่น ๆ เช่นนี้ควรจะปฏิบัติตามด้วยคำถามอื่น ๆ เพื่อให้นักเรียนตรวจสอบข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นจากการวัดผล

คำถามที่ 34

คาดการณ์ว่าวงจรจะได้รับผลกระทบจากความผิดพลาดดังต่อไปนี้ พิจารณาแต่ละข้อผิดพลาดโดยอิสระ (เช่นทีละข้อไม่มีข้อบกพร่องหลายข้อ):

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (collector-to-emitter):
Transistor Q 2 ไม่เปิด (drain-to-source):
ตัวต้านทาน R 1 ไม่สามารถเปิดได้:
ตัวต้านทาน R 2 ไม่เปิด:

สำหรับแต่ละเงื่อนไขเหล่านี้อธิบาย ว่าทำไม ผลที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้น

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source): มอเตอร์ทำงานตลอดเวลาและจะไม่ดับลง
ทรานซิสเตอร์ Q 2 ไม่เปิด (drain-to-source): มอเตอร์ไม่ยอมทำงาน
ตัวต้านทาน R 1 ไม่ทำงาน: มอเตอร์ไม่ทำงาน
ตัวต้านทาน R 2 เปิดไม่ได้: มอเตอร์ทำงานเมื่อกดสวิตช์ใช้เวลานานในการปิดเมื่อสวิทช์ปลดออก

หมายเหตุ:

จุดประสงค์ของคำถามนี้คือการเข้าสู่โดเมนของการแก้ไขปัญหาวงจรจากมุมมองของการรู้ว่าความผิดเป็นอย่างไรแทนที่จะรู้ว่าอาการคืออะไร แม้ว่าจะไม่ได้เป็นมุมมองที่เป็นจริง แต่ก็ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้พื้นฐานที่จำเป็นในการวินิจฉัยวงจรที่ผิดพลาดจากข้อมูลเชิงประจักษ์ คำถามอื่น ๆ เช่นนี้ควรจะปฏิบัติตามด้วยคำถามอื่น ๆ เพื่อให้นักเรียนตรวจสอบข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นจากการวัดผล

คำถามที่ 35

คาดการณ์ว่าวงจรจะได้รับผลกระทบจากความผิดพลาดดังต่อไปนี้ พิจารณาแต่ละข้อผิดพลาดโดยอิสระ (เช่นทีละข้อไม่มีข้อบกพร่องหลายข้อ):

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source):
ทรานซิสเตอร์ Q 2 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source):
ตัวต้านทาน R 1 ไม่สามารถเปิดได้:
ตัวต้านทาน R 2 ไม่เปิด:
สะพานเชื่อม (สั้น) ผ่านตัวต้านทาน R 1 :

สำหรับแต่ละเงื่อนไขเหล่านี้อธิบาย ว่าทำไม ผลที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้น

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ทรานซิสเตอร์ Q 1 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source): มอเตอร์ไม่ยอมทำงาน
ทรานซิสเตอร์ Q 2 ไม่ลัดวงจร (drain-to-source): มอเตอร์ทำงานตลอดเวลาและจะไม่ดับลง
ตัวต้านทาน R 1 ไม่ทำงานเปิด: มอเตอร์ทำงานตลอดเวลาและจะไม่ดับลง
ตัวต้านทาน R 2 เปิดไม่ได้: มอเตอร์ไม่ทำงาน
(สั้น) ตัวต้านทานที่ผ่านมา R 1 : มอเตอร์จะทำงานเมื่อสวิทช์เริ่มตบก่อน (ตามที่ควร) แต่ทรานซิสเตอร์ Q 1 จะล้มเหลวเมื่อกดสวิตช์ นี่อาจเป็นเหตุให้มอเตอร์หยุดการทำงานหรือไม่หยุดนิ่งขึ้นอยู่กับว่า Q 1 ล้มเหลว ฟิวส์อาจจะระเบิดด้วยเช่นกัน

หมายเหตุ:

จุดประสงค์ของคำถามนี้คือการเข้าสู่โดเมนของการแก้ไขปัญหาวงจรจากมุมมองของการรู้ว่าความผิดเป็นอย่างไรแทนที่จะรู้ว่าอาการคืออะไร แม้ว่าจะไม่ได้เป็นมุมมองที่เป็นจริง แต่ก็ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้พื้นฐานที่จำเป็นในการวินิจฉัยวงจรที่ผิดพลาดจากข้อมูลเชิงประจักษ์ คำถามอื่น ๆ เช่นนี้ควรจะปฏิบัติตามด้วยคำถามอื่น ๆ เพื่อให้นักเรียนตรวจสอบข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นจากการวัดผล

คำถาม 36

วงจร MOSFET ที่มีประโยชน์มากคือ สวิตช์แบบทวิภาคี ตัวอย่างที่แสดงไว้ที่นี่เพื่อคุณในการวิเคราะห์:

วงจร "คู่อินเวอร์เตอร์" ช่วยให้มั่นใจได้ว่าทั้งสองสายควบคุม A และ B จะเป็นขั้วที่ตรงกันข้ามกัน (หนึ่งเส้นที่ศักย์ V dd และอีกเส้นหนึ่งที่มีพื้น)

วัตถุประสงค์ของการเปลี่ยน "วงจรทวิภาคี" คืออะไร "# 36"> การเปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ฉันจะช่วยให้คุณค้นคว้าข้อมูลนี้ด้วยตัวคุณเอง!

หมายเหตุ:

ถ้านักเรียนยังไม่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับวงจรทรานซิสเตอร์ดิจิตอลนี่เป็นช่วงเวลาที่ดีที่จะนำแนวคิดของรัฐตรรกะ "สูง" และ "ต่ำ" ในกรณีนี้เป็นสัญญาณควบคุมไปยังเซลล์สลับแบบทวิภาคี

ถามนักเรียนว่าจุดประสงค์ของสวิตช์ทวิภาคีมีอะไรบ้างเนื่องจากเรามีสวิทช์ทางกลที่สามารถเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าได้เกือบทุกประเภท

คำถาม 37

ทรานซิสเตอร์แบบทรานซิสเตอร์ชนิดพิเศษซึ่งเป็นประตูทรานซิสเตอร์แบบพิเศษคือ MOSFET ประตูคู่ ซึ่งแสดงไว้ที่นี่:

วาดแผนผังโดยใช้ MOSFETs แบบ Single-gate ซึ่งเทียบเท่ากับ MOSFET แบบ Dual-gate นี้

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

หมายเหตุ:

คำตอบที่ค่อนข้างง่ายสำหรับคำถามนี้ แต่วัตถุประสงค์ที่แท้จริงคือการท้าทายให้นักเรียนคิดถึงองค์ประกอบของวงจรที่ซับซ้อนในแง่ของ วงจรที่เทียบเท่ากัน ซึ่งประกอบไปด้วยองค์ประกอบที่เรียบง่ายและอุดมคติ

คำถาม 38


∫f (x) dx การ แจ้งเตือนแคลคูลัส!


ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นสำหรับ MOSFETs กำลังเป็น (dv / dt) induced turn-on อธิบายว่าเหตุใด MOSFET อาจจะเปิดขึ้นเมื่อไม่ควรให้สภาพที่มากเกินไป (dv / dt)

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ถ้าค่าแรงดันเปลี่ยนอัตราการเปลี่ยนแปลงของเวลา ((dv / dt)) มากเกินไปทรานซิสเตอร์อาจเปิดขึ้นเนื่องจากมีผลต่อความจุของเกทเพื่อระบายความร้อน (C GD )

คำถามที่ท้าทาย: วาดแผนผังแผนภาพที่แสดงความคล้ายคลึงกันของกาฝาก C GD capacitance และเขียนสมการเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าประจุไฟฟ้าไปยังการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทันทีเมื่อเวลาผ่านไป

หมายเหตุ:

คำถามนี้เป็นความคิดเห็นที่ดีของทฤษฎีตัวเก็บประจุและสัญกรณ์แคลคูลัส ขอให้นักเรียนอธิบายว่าอะไร (dv / dt) หมายถึงอะไรและเกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีตัวเก็บประจุอย่างไร

ปัญหาของ dv / dt induced turn-on ไม่ใช่เฉพาะกับ MOSFETs กำลัง thyristors ต่างๆที่โดดเด่นที่สุดคือ SCRs และ TRIACs ยังแสดงปัญหานี้ด้วย

คำถาม 39

ค้นหาทรานซิสเตอร์ฟิลด์ฟิลด์ที่มีฉนวนหนึ่งหรือสองช่องเพื่อนำมาอภิปรายร่วมกัน ระบุข้อมูลเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ของคุณมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ก่อนอภิปราย:

การระบุสถานี (terminal คือประตู, แหล่งจ่ายไฟ, ท่อระบายน้ำ)
การจัดอันดับพลังงานอย่างต่อเนื่อง
transconductance ทั่วไป

หมายเหตุ: ระวังอย่าให้ทรานซิสเตอร์ของคุณอยู่ในโฟมป้องกันไฟฟ้าสถิตมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อไม่ให้ประตูเกิดความเสียหายจากการปล่อยไฟฟ้าสถิต

เปิดเผยคำตอบซ่อนคำตอบ

ถ้าเป็นไปได้ให้หาแผ่นข้อมูลข้อมูลของผู้ผลิตสำหรับส่วนประกอบของคุณ (หรืออย่างน้อยแผ่นข้อมูลสำหรับส่วนประกอบที่คล้ายกัน) เพื่อหารือกับเพื่อนร่วมชั้นของคุณ เตรียมที่จะ พิสูจน์ การระบุปลายทางของทรานซิสเตอร์ของคุณในชั้นเรียนโดยใช้มัลติมิเตอร์!

หมายเหตุ:

วัตถุประสงค์ของคำถามนี้คือเพื่อให้นักเรียนมีปฏิสัมพันธ์กับประเด็นทางจิตวิทยา ดูเหมือนว่าจะทำให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการแสดงและบอกเล่า แต่ฉันพบว่ากิจกรรมเช่นนี้ช่วยให้นักเรียนได้มาก สำหรับผู้เรียนที่คลุกคลีอยู่ในธรรมชาติจะช่วยให้สามารถ สัมผัส ส่วนประกอบที่แท้จริงได้ขณะที่เรียนรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของตน แน่นอนคำถามนี้ยังเป็นโอกาสที่ดีสำหรับพวกเขาในการฝึกตีความเครื่องหมายส่วนประกอบใช้ multimeter, datasheets เข้าถึงเป็นต้น

  • ←แผ่นงานก่อนหน้า

  • ดัชนี Worksheets

  • แผ่นงานถัดไป→