Vad är en Transistor Drain?

En transistordrain är en del av en fälteffekttransistor, vanligen kallad FET, och motsvarigheten till emittern på en standardhalvledartransistor. En FET har fyra grundläggande komponenter och motsvarande terminaler som kallas gate, source, body och drain. När det finns en styrspänning vid FET:ens gate och kropp, kommer alla elektriska signaler som väntar vid källan att färdas från source till transistordrain och ut ur drainens terminal. Således kan en transistordrain referera till antingen utgångskomponenten hos en fälteffekttransistor eller terminalen som ansluter komponenten till andra kretsar.

Även om fälteffekttransistorer utför funktioner som liknar standardtransistorer av kopplingstyp, är hur de utför dessa funktioner mycket olika. En vanlig transistor är gjord av tre stycken material som bär en alternerande statisk laddning, antingen positiv-negativ-positiv, kallad PNP, eller negativ-positiv-negativ, kallad NPN. Dessa delar, som kallas kollektorn, emittern och basen, är sammansmälta, vilket i huvudsak skapar en diod med antingen två anoder eller två katoder.

Om en elektrisk signal väntar vid transistorns kollektor och det inte finns någon spänning vid basen, sägs transistorn vara avstängd och leder ingen elektrisk signal. Skulle spänning sedan komma in i transistorns bas, förändrar det basens elektriska laddning. Denna ändring i laddning slår på transistorn och kollektorsignalen leder genom transistorn och ut ur dess emitter för användning av andra elektroniska kretsar.

Fälteffekttransistorer fungerar på en helt annan princip. En FET består av fyra stycken material, var och en med en terminal, kallad source, gate, drain och body. Av dessa fyra är det bara källan, avloppet och kroppen som har en statisk laddning. Antingen kommer denna laddning att vara negativ i source och drain, kallad en n-kanal FET, eller så kommer den att vara positiv i båda, kallad en p-kanal FET. I båda fallen kommer FET-kroppen att bära en laddning mitt emot källan och avloppet.

Dessa fyra delar sätts sedan ihop i en ordning som också skiljer sig från standardtransistorer. Källan och avloppet kommer att smälta samman till vardera änden av kroppen. Gaten smälts sedan samman med källan och dräneringen, överbryggar dem men kommer inte i direkt kontakt med transistorkroppen. Istället ställs grinden parallellt med och på ett visst avstånd från kroppen.

Om FET är en enhet av n-kanaltyp, kommer antingen ingen spänning eller en negativ spänning ansluten mellan källan och avloppet att koppla FET till ett avstängt läge, och den kommer inte att leda en signal mellan källan och avloppet. Med FET:ens kropp laddad, kommer en positiv spänning vid FET:ens grind att kopplas till ett på. Laddningen av grinden kommer att börja dra elektroner från kroppen av FET, vilket i huvudsak skapar ett fält som kallas den ledande kanalen.
Om spänningen vid grinden är tillräckligt stark, en punkt som kallas dess tröskelspänning, kan den ledande kanalen bildas fullt ut. När den ledande kanalen väl bildats fullt ut, kommer spänningen vid FET:ens källa att kunna leda sin signal genom den ledande kanalen till och ut ur transistordrain. Om spänningen vid grinden sedan sänks under dess tröskel, kommer fältet över grinden och kroppen på FET:en omedelbart att kollapsa, ta den ledande kanalen med sig och återställa FET till ett avstängt tillstånd.

FET:er är mycket känsliga för deras gate-tröskelspänningar. Om du använder en gate-spänning som bara är något högre än vad som krävs, och sedan bara sänks något, kommer FET:en att slås på och av mycket snabbt. Som ett resultat kan en variation av grindspänningen endast något vid en mycket hög frekvens slå av och på FET vid mycket högre hastigheter och med mycket mindre spänningar än vad som är möjligt med en standardtransistor. Hastigheterna med vilka FET kan växla gör dem till de idealiska transistorerna för digitala höghastighetskretsar. De finner omfattande användning i enheter som digitala integrerade kretsar och mikroprocessorer, och de är den transistor som väljs för användning i moderna datorprocessorer.