Kas yra slenkstinė įtampa?

Slenkstinė įtampa yra taškas, kuriame elektros prietaisas yra nustatytas aktyvuoti bet kurią iš savo operacijų. Paprastai tai įvyksta tranzistoryje, kuris nuolat stebi energijos šaltinio pokyčius, neatsižvelgdamas į silpnus arba netyčia nutekėjusius per sistemą. Kai gaunamos elektros įkrovos pakanka, kad atitiktų iš anksto nustatytą standartą, slenkstinė įtampa pasiekiama ir energija gali tekėti visame įrenginyje, kad jis būtų įjungtas. Viskas, kas yra žemiau iš anksto nustatytos slenksčio, laikoma ir traktuojama kaip fantominis krūvis.

Nors nustatyti slenkstinę įtampą įrenginyje su viena grandine gali atrodyti gana paprasta ir nesudėtinga, šiuolaikinei elektronikai reikalinga gana sudėtinga matematinė formulė įvairiems slenksčiams nustatyti ir reguliuoti. Pavyzdžiui, toks prietaisas kaip indaplovė gali būti užprogramuotas atlikti 20 ar daugiau funkcijų, priklausomai nuo kasdienių naudotojo poreikių, o kiekviena atskira fazė, į kurią jis patenka, yra aktyvuojama elektros krūvio. Šie subtilūs galios pokyčiai leidžia įrenginiui žinoti, kada įpilti daugiau vandens, kada įjungti džiovinimo mechanizmą arba kaip greitai pasukti valymo purkštukus. Kiekvienai iš šių veiklų yra nustatyta atskira slenkstinė įtampa, todėl kai vienu metu reikia aktyvuoti keletą elementų, reikia labai daug planuoti, kad būtų užtikrintas tinkamas veikimas. Slenkstinės įtampos apskaičiavimo lygtis yra statinės įtampos suma, pridėjus dvigubą tūrinį potencialą ir įtampą per oksidą.

Slenkstinė įtampa paprastai sudaroma plonu inversiniu sluoksniu, kuris atskiria izoliacinį ir faktinį tranzistoriaus korpusą. Mažos skylutės, kurios yra teigiamai įkrautos, padengia šios srities paviršių, o kai įjungiama elektra, šiose tuštumose esančios dalelės yra atstumiamos. Kai srovė tiek vidinėje, tiek išorinėje srityje yra išlyginta, atsakiklis leidžia išleisti energiją, kad užbaigtų grandinę, kuri suaktyvina procesą. Visas šis procesas baigiamas per milisekundes, o tranzistorius nuolat tikrina, ar tekanti srovė yra pagrįsta, o tada, kai ji nėra, sumažėja galia.

Kitas terminas, vartojamas kalbant apie atsakiklius, yra metalo oksido puslaidininkio lauko efekto tranzistoriaus (MOSFET) slenkstinė įtampa. Šie laidūs jungikliai yra suprojektuoti su teigiamais arba neigiamais krūviais, panašiai kaip aukščiau pateiktame pavyzdyje, ir jie yra labiausiai paplitęs tranzistorių tipas analoginiuose ar skaitmeniniuose įrenginiuose. MOSFET tranzistoriai iš pradžių buvo pasiūlyti 1925 m. ir buvo gaminami iš aliuminio iki aštuntojo dešimtmečio, kai silicis buvo atrastas kaip perspektyvesnė alternatyva.