等离子体是一种物质状态,在这种状态下,物质已经失去了大部分或全部的电子,而成为了带正电荷的离子,同时还有一定程度上的电离或激发状态。等离子体广泛存在于宇宙中,也存在于气体放电,等一系列应用中。利用三极管制作等离子体就是通过控制电流以及电压,使得气体形成等离子体的过程。
制作等离子体需要一个气体环境和一个电子束。在三极管中,电子源极释放出的大量自由电子流通过加高的电场跑向开关极,从而形成高能电子束。当高能电子束撞击到空气分子时,激发出电子从原子外层脱离,形成正离子和负离子,同时释放出大量能量。在这个过程中,随着电子和离子的不断碰撞,气体逐渐电离形成等离子体。
需要注意的是,为了控制等离子体的生成,需要对三极管进行适当的调整,保证成型时的电流和电压不会太高而影响整个系统的安全性。
在制作等离子体过程中,常用的三极管类型主要有两种:高压三极管和IGBT三极管。
高压三极管的主要特点是能够承受较高的电压,通常可以达到几千伏的电压,而且具有良好的反向截止特性,这是由于在它的基区注入的大量杂质离子的作用。高压三极管适用于需要高电压的场合,例如制作等离子体、电视机高压透视、雷达高压供电等。缺点是反转特性较差,导致需要消耗更多的功率。
IGBT三极管,即功率MOSFET与晶闸管的集成部件,它的结构、特性介于MOSFET与晶闸管之间,具有高速开关、低导通电阻、高负载电流特点。IGBT三极管与高压三极管相比,占有更少的面积,更适用于高频应用场合,同时还可以控制输出的电流与电压,稳定性较好。
在选择适合制作等离子体的三极管时,需要考虑如下因素:
根据以上考虑因素,可以选择一些常用的三极管型号,例如IRFPG50、IRFP460等。