Затвор, исток и сток

Управляй нагрузкой электрическим полем

MOSFET — Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, полевой транзистор с изолированным затвором: электрическое поле затвора управляет проводящим каналом. В этом n-канальном примере электроны — отрицательные носители заряда; затвор управляет, исток соединён с точкой 0 V, сток — с нагрузкой. Милливатт (mW) — тысячная часть ватта.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Почему это работает

Учебный ключ: напряжение затвора не ниже 3 V задаёт сопротивление 2 Ω, иначе цепь разомкнута. Реальные кривые, ёмкость затвора и встроенный диод исключены; порог не гарантирует полного открытия настоящего транзистора. G, D и S обозначают затвор, сток и исток. VGS — напряжение затвор–исток (здесь Vg); VDS — напряжение сток–исток, здесь равное напряжению стока, потому что исток на 0 V.

Vg — напряжение затвора относительно истока, Vs — питание, RL — нагрузка. При открытии I = Vs/(RL + 2 Ω), напряжение стока = I × 2 Ω, потери ключа = I² × 2 Ω. Затвор задаёт управление, а не энергию нагрузки.

Сложность

Собери · Собери
Включи питание 5 V, затвор 0 V и нагрузку 100 Ω. Сохрани нагрузку выключенной.
Нужна подсказка?
Vs = 5 V; Vg = 0 V; RL = 100 Ω → 0 mA
Исследуй · Измени одну величину
Оставь питание 5 V и нагрузку 100 Ω; задай затвору 5 V. Получи около 49.02 mA.
Нужна подсказка?
Vs = 5 V; Vg = 5 V; RL = 100 Ω → 49.02 mA
Реши сам · Реши задачу
При питании 12 V и затворе 5 V получи 20–30 mA с потерями ключа не выше 2 mW.
Нужна подсказка?
Vs = 12 V; Vg = 5 V; RL = 400 Ω → 29.85 mA; 1.782 mW

Дополнительные материалы и карточки схем