Tranzistor s efektem pole

Tranzistor s polním efektem je elektrické polovodičové zařízení, jehož výstupní proud je řízen políčkem, tedy napětí stejného signálu. Formovací signál je přiváděn k bráně, reguluje vedení kanálu typu n nebo p. Na rozdíl od bipolárních tranzistorů, kde je signál střídavé polarity. Druhým znakem je vytvoření proudu výlučně hlavními nosiči( stejného označení).

Klasifikace tranzistorů s efektem pole

Začneme klasifikaci. Typy tranzistorů s efektem pole jsou četné, každá pracuje podle algoritmu:

  1. Typ vodivého kanálu: n nebo p. Faktor určuje polaritu řídicího napětí.
  2. podle struktury. S pn-přechodem fúzovaný, difúze, MDP( MOP), s Schottky bariérou, tenký-film.
  3. Počet elektrod je 3 nebo 4. V druhém případě je substrát považován za samostatný objekt, který vám umožňuje řídit tok proudu kanálem( kromě brány).
  4. Materiál vodiče. Křemík, germanium, arsenid gallia jsou dnes běžně používané.Polovodičový materiál je označen symbolem( K, D, A) nebo( ve výrobcích vojenského průmyslu) čísla( 1, 2, 3).
  5. Třída aplikací není zahrnuta v označení označeném referenčními knihami, které poskytují informaci, že tranzistor s polním efektem je často zahrnut v složení zesilovačů, rádiových přijímačů.Ve světové praxi existuje rozdělení v následujících pěti skupinách: zesilovače s vysokým, nízkým kmitočtem, stejnosměrným proudem, modulátory, klíčové.

    Polovodičový tranzistor

  6. Rozsah elektrických parametrů určuje množinu hodnot, v nichž zůstává tranzistor s polním efektem funkční.Napětí, proud, frekvence.
  7. Podle konstrukčních charakteristik se rozlišují jednotkyrony, alkatrony, technetrony, síťové odpory. Každé zařízení je vybaveno klíčovými funkcemi. Alkatronové elektrody jsou vyráběny s koncentrickými kroužky, což zvyšuje množství proudu proudícího.
  8. Počet konstrukčních prvků uzavřených jedním substrátem vyzařuje dvojitý, komplementární.

Kromě obecné klasifikace byl vynalezen specializovaný definující princip fungování.Rozlišujte:

  1. Tranzistory s polním efektem s řízením pn-junction.
  2. Schottky Field Effect Transistors. Tranzistory
  3. s izolovaným polním efektem:
  • S vestavěným kanálem.
  • S indukovaným kanálem.

V literatuře jsou struktury dodatečně uspořádány takto: je nepoužitelné použít označení MOP, struktury na oxidů jsou považovány za zvláštní případ MIS( kov, dielektrika, polovodič).Schottkyho bariéra( MeP) by měla být samostatně identifikována, neboť se jedná o jinou strukturu. Připomíná vlastnosti p-n-transition. Dodáváme, že strukturálně dielektrikum( nitrid křemíku) a oxid( čtyřmocný křemík) jsou schopné vstupovat do tranzistoru současně, jak tomu bylo u KP305.Takováto technická řešení využívají lidé, kteří hledají způsoby, jak získat jedinečné vlastnosti produktu, a snížit tak náklady.

FET zařízení

Mezi cizí zkratky pro tranzistory s efektem pole je kombinace FET vyhrazena, někdy označuje typ řízení s pn-křižovatkou. V druhém případě se spolu s tím setkáváme s JFET.Synonyma. V zahraničí je obvyklé oddělit tranzistory s efektem pole( MOSFET, MOS, MOST - synonyma) a nitrid( MNS, MNSFET).Přítomnost Schottkyho bariéry je označena SBGT.Zdá se, že materiálová hodnota, domácí literatura, význam této skutečnosti mlčí.

Elektrody tranzistorů s efektem pole v diagramu jsou označeny: D( odtok) - odtok, S( zdroj) - zdroj, G( brána) - brána. Substrát se nazývá substrát.

tranzistorové zařízení s polním efektem

Řídicí elektroda tranzistoru s polním efektem se nazývá brána. Kanál je tvořen polovodičem libovolného typu vodivosti. Polarita řídicího napětí je kladná nebo záporná.Pole odpovídajícího znaménka přemisťuje volné nosiče, dokud se isthmus pod bránou elektrody vůbec nevypustí.Dosaženo použití pole na pn-křižovatku nebo homogenní polovodič.Proud se stává nulovým. Tak funguje tranzistor s efektem pole.

Proud proudí od zdroje k odtoku, začátečníci tradičně trýznili otázkou rozlišování obou uvedených elektrod. Není žádný rozdíl v tom směru, ve kterém se náboje pohybují.Tranzistor s polním efektem je reverzibilní.Unipolarita nosičů náboje vysvětluje nízkou hladinu hluku. Proto v oblasti technologie zaujímají tranzistory dominantní postavení.

Konstrukce tranzistoru

Klíčovým rysem zařízení je velký vstupní odpor, zejména střídavý proud. Zřejmá skutečnost vyplývá z řízení zpětného pn-junction( přechod Schottky) nebo kapacity technologického kondenzátoru v oblasti izolované brány. Substráty

jsou často protáhlé nelegované polovodiče. U tranzistorů s efektem pole s obvodem Schottky - arzenid galia. Ve své čisté podobě je to dobrý izolátor, ke kterému výrobek obsahuje následující požadavky:

  1. Žádné negativní jevy na křižovatce s kanálem, zdroj, odtok: fotosenzitivita, parazitní kontrola nad substrátem, hystereze parametrů.
  2. Tepelná stabilita v technologických cyklech výroby: odolnost proti žíhání, epitaxe. Nedostatečná difuze nečistot v aktivních vrstvách způsobená tímto rozkladem.
  3. Minimální nečistoty. Tento požadavek úzce souvisí s předchozím požadavkem.
  4. Vysoce kvalitní krystalová mřížka, minimální vady.

Je obtížné vytvořit vrstvu s výraznou tloušťkou, která splňuje seznam podmínek. Proto je přidán pátý požadavek, který spočívá v možnosti postupného růstu substrátu na požadovanou velikost.

Tranzistory s polním efektem s řídicím pn-junction a MeP

V tomto případě se typ vodivosti materiálu brány liší od typu kanálu. V praxi existují různé vylepšení.Uzávěr se skládá z pěti oblastí zapuštěných do kanálu. Nižší napětí může řídit tok proudu. Průměrné zvýšení zisku.

Bipolární tranzistor

Reverzní zkreslení pn-křižovatky se používá v obvodech, čím silnější, tím užší je kanál pro proudový proud. Při určité hodnotě napětí je tranzistor uzamčen. Předpětí je nebezpečná kvůli skutečnosti, že silný řízený obvod může ovlivnit obvod brány. Pokud je křižovatka otevřená, bude proudit velký proud nebo bude aplikováno vysoké napětí.Normální režim je zajištěn správnou volbou polarity a dalších vlastností zdroje energie, volbou provozního bodu tranzistoru.

V některých případech jsou však přímé brány proudy záměrně používány. Je pozoruhodné, že tyto MOSFETy mohou používat tento režim, kde substrát tvoří p - n spojení s kanálem. Pohyblivý náboj zdroje je rozdělen mezi bránu a odtok. Najdete zde oblast, ve které je dosažen významný proudový zisk.Řízen režimem závěrky. S nárůstem proudu iz( až 100 μA) se parametry obvodu zhoršují.

Obdobné zařazení využívá tzv. Obvodový detektor obvodu. Návrh využívá rektifikační vlastnosti pn spojení mezi branou a kanálem. Posun vpřed je malý nebo dokonce nulový.Přístroj je stále řízen proudem brány. V odtokovém okruhu je dosaženo významného signálu. Opravené napětí brány je blokováno, mění se podle vstupního zákona. Současně s detekcí je dosaženo zesílení signálu. Napětí vypouštěcího obvodu obsahuje součásti:

  • Konstantní součást. Nepoužívá se. Signál
  • s nosnou frekvencí.Zařízení na zemi pomocí filtračních nádrží.Signál
  • s kmitočtem základního pásma. Zpracováno, aby se vyloučily slíbené informace.

Nevýhodou detektoru frekvenční brány je velký faktor nelineárního zkreslení.Výsledky jsou navíc stejně slabé pro signály slabé( kvadratická závislost pracovní charakteristiky) a silné( výstup do režimu vypnutí).O něco lepší je detektor fáze na tranzistoru s dvojitými hradlami. Referenční signál je přiváděn k jedné řídicí elektrodě, na odtoku je vytvořena informační část, zesílená tranzistorem s efektem pole.

Přes velké lineární zkreslení se efekt používá.Například u selektivních výkonových zesilovačů měřených vysíláním úzkého kmitočtového spektra. Harmonika jsou filtrována, nemají velký vliv na konečnou kvalitu obvodu.

Tranzistory Schottkyho bariérového kovového polovodiče( MeP) jsou téměř totožné s tranzistory s pn. Alespoň pokud jde o pracovní principy. Díky speciálním vlastnostem přechodu kov-polovodič jsou výrobky schopny pracovat s vyšší frekvencí( desítky GHz, hraniční frekvence v pásmu 100 GHz).MeP struktura je zároveň jednodušší implementovat, pokud jde o výrobní a technologické procesy. Frekvenční charakteristiky jsou určeny časem nabíjení brány a pohyblivostí nosiče( u GaAs nad 10 000 sqm / s).

MOSFET

V mosových strukturách je brána spolehlivě izolována od kanálu, ovládání je plně dáno účinkem pole. Izolace se provádí oxidem nebo nitridem křemíku. Tyto povlaky se snadněji aplikují na povrch krystalu. Je pozoruhodné, že v tomto případě existují také kovově-polovodičové přechody v oblasti zdroje a odtoku, stejně jako v jakémkoliv polárním tranzistoru. Tato skutečnost zapomíná mnoho autorů, nebo je zmíněna v procházení použitím tajemné fráze "ohmické kontakty".

V tématu o diodě Schottky byla položena tato otázka. Ne vždy na křižovatce kovové a polovodičové bariéry. V některých případech ohmický kontakt. Z velké části závisí na vlastnostech technologického zpracování a geometrických rozměrech. Technické vlastnosti reálných zařízení jsou silně závislé na různých vadách vrstvy oxidu( nitridu).Zde jsou některé:

  1. Nedokonalost krystalové mřížky v oblasti povrchu je způsobena rozbitými vazbami na hranici změny materiálů.Vliv působí jako volné atomy polovodičů, tam a nečistoty, jako je kyslík, což je v každém případě.Například při použití metod epitaxie. V důsledku toho se objevují energetické úrovně, které leží v hloubce zakázané zóny.
  2. Na hranici oxidu a polovodičů( tloušťka 3 nm) vzniká nadměrný náboj, jehož povaha ještě nebyla vysvětlena. Pravděpodobně role hrají pozitivní prázdné prostory( díry) defektních atomů samotného polovodiče a kyslíku.
  3. Nižší ionty atomů sodíku, draslíku a jiných alkalických kovů se vyskytují při nízkém napětí na elektrodě.To zvyšuje náboj nahromaděný na hranicích vrstev. Pro zabránění tohoto účinku v oxidu křemičitém se používá oxid fosforečný( anhydrid).

Volumetrický kladný náboj v oxidu ovlivňuje prahové napětí, při kterém je kanál odemčen. Parametr určuje spínací rychlost a určuje svodový proud( pod prahovou hodnotou).Kromě toho je reakce ovlivněna materiálem brány, tloušťkou vrstvy oxidu a koncentrací nečistot. Výsledkem je tedy opět technologie. Chcete-li získat uvedený režim, vyberte materiály, geometrické rozměry, výrobní proces s nízkými teplotami. Samostatné techniky také sníží počet defektů, což příznivě ovlivňuje snížení parazitického náboje.

Galvanická buňka

Galvanická buňkaEncyklopedie

Galvanické články jsou zdrojem elektrické energie, princip činnosti je založen na chemických reakcích. Většina moderních baterií a akumulátorů spadá do definice a patří do zvažované kategorie. Fy...

Přečtěte Si Více
Indukce magnetického pole

Indukce magnetického poleEncyklopedie

indukce magnetického pole - hodnota určená parametry média, ukazující velikost síly, se kterou pole působí na kompasovou jehlu, vodič s proudovým nebo feromagnetickým materiálem při prezentaci ob...

Přečtěte Si Více
Napájení elektrickým proudem

Napájení elektrickým proudemEncyklopedie

Elektrický proud - rychlost práce vykonávané obvodem. Jednoduchá definice, zmatek s porozuměním. Napájení je rozděleno na aktivní, reaktivní.A začíná. .. Práce elektrického proudu, výkon ...

Přečtěte Si Více