טרנזיסטור שדה אפקט

טרנזיסטור שדה אפקט הוא מכשיר מוליך למחצה חשמלי אשר זרם המוצא נשלט על ידי שדה, ולכן, על ידי מתח מאותו סימן.האות היוצר מוזן לשער, הוא מסדיר את ההולכה של הערוץ של n או p-type.שלא כמו טרנזיסטורים דו קוטביים, כאשר האות הוא של קוטביות לסירוגין.הסימן השני הוא היווצרות של הזרם באופן בלעדי על ידי הספקים העיקריים( מאותו סימן).

סיווג של טרנזיסטורים אפקט שדה

נתחיל את הסיווג.זנים של טרנזיסטורי שדה שדה הם רבים, כל אחד עובד על פי האלגוריתם:

1. סוג של ערוץ הולכה: n או p.הגורם קובע את הקוטביות של מתח הבקרה.
2. מבנה.עם המעבר pn- התמזגות, דיפוזיה, MDP( MOP), עם מחסום Schottky, סרט דק.
3. מספר האלקטרודות הוא 3 או 4. במקרה האחרון, המצע נחשב נושא נפרד, המאפשר לך לשלוט על זרם הזרם דרך הערוץ( מלבד השער).חומר מוליך
4. .סיליקון, גרמניום, ארסניום גליום שכיחים כיום.חומר המוליכים למחצה מסומן באותיות הסמלים( K, D, A) או( במוצרי התעשייה הצבאית)( 1, 2, 3).
5. דרגת היישומים אינה כלולה בסימון, המצוין בספרי עיון המספקים מידע שהטרנזיסטור של שדה השדה נכלל לעיתים קרובות בהרכב המגברים, מקלטי הרדיו.בתרגול עולמי, קיימת חלוקה לתחום של 5 הקבוצות הבאות: תדר גבוה, נמוך, מגברים זרם ישר, מאפננים, מפתחות מרכזיים.
   instagram viewer
   

   טרנזיסטור מוליך למחצה

6. טווח הפרמטרים החשמליים קובע את מערכת הערכים שבה טרנזיסטור השדה נשאר בר ביצוע.מתח, זרם, תדר.
7. על ידי תכונות עיצוב להבחין unitrons, alkathrons, technetrons, נגדי רשת.כל התקן הוא ניחן עם תכונות עיקריות.אלקטרודות אלקטרון נעשות עם טבעות קונצנטריים, להגדיל את כמות הזרם הנוכחי.
8. על ידי מספר אלמנטים מבניים סגורים על ידי מצע אחד פולטים כפול, משלימים.

בנוסף לסיווג הכללי, הומצא עיקרון תפעולי ייחודי ומגדיר.הבחנה:

1. שדה אפקט טרנזיסטורים עם צומת pn צומת.שדה טרנזיסטורים.
2. טרנזיסטורים אפקט שדה מבודד:

• עם ערוץ מובנה.
• עם ערוץ המושרה.

בספרות, מבנים הם גם הורה כדלקמן: זה לא מעשי להשתמש ייעוד MOP, מבנים על תחמוצות נחשבים מקרה מיוחד של MIS( מתכת, דיאלקטרי, מוליכים למחצה).מחסום Schottky( MeP) צריך להיות מזוהה בנפרד, שכן הוא מבנה אחר.מזכירה מאפיינים p-n- מעבר.אנו מוסיפים כי מבחינה מבנית הדיאלקטרי( סיליקון ניטריד) ותחמוצת( סיליקון tetravalent) מסוגלים להיכנס טרנזיסטור בו זמנית, כפי שקרה עם KP305.פתרונות טכניים כאלה משמשים אנשים מחפשים שיטות להשיג את המאפיינים הייחודיים של המוצר, להפחית את העלות.

בין קיצורים זרים עבור טרנזיסטורים שדה שדה, השילוב FET שמורות, לפעמים זה מציין את סוג השליטה עם צומת pn.במקרה האחרון, יחד עם זה אנו פוגשים JFET.מילים נרדפות.בחו"ל, מקובל להפריד בין תחמוצת( MOSFET, MOS, MOST, מילים נרדפות) לבין טרנזיסטורי אפקט ניטריד( MNS, MNSFET).נוכחותו של מחסום שוטקי מסומנת ב- SBGT.ככל הנראה, את הערך החומרי, הספרות המקומית את המשמעות של העובדה היא שותקת.

האלקטרודות של טרנזיסטורי אפקט השדה בדיאגרמות מסומנות: D( ניקוז) - ניקוז, S( מקור) - מקור, G( שער) - שער.התשתית נקראת המצע.

התקן טרנזיסטור אפקט שדה

אלקטרודת הבקרה של טרנזיסטור שדה-שדה נקראת שער.הערוץ נוצר על ידי מוליך למחצה של סוג מוליכות שרירותית.הקוטביות של מתח הבקרה היא חיובית או שלילית.השדה של הסימן המקביל מחליף נשאים חינם עד האצבע מתחת לשער האלקטרודה הופך ריק בכלל.הושג על ידי החלת שדה או צומת pn או מוליכים למחצה הומוגנית.הזרם הופך לאפס.כך פועל טרנזיסטור אפקט שדה.

הזרם זורם מן המקור לניקוז, מתחילים באופן מסורתי מענים בשאלה של הבחנה בין שתי האלקטרודות שצוינו.אין הבדל באיזה כיוון המטענים נעים.טרנזיסטור שדה אפקט הפיך.החד-קוטביות של נושאות המטען מסבירה את רמת הרעש הנמוכה.לכן, בתחום הטרנזיסטורים הטכנולוגיים תופסים עמדה דומיננטית.

מאפיין עיקרי של ההתקנים הוא התנגדות קלט גדולה, במיוחד זרם משתנה.העובדה המתבקשת נובעת משליטה בצומת pn הפוכה לאחור( מעבר Schottky) או בקיבולתו של הקבל הטכנולוגי באזור השער המבודד.

מצעים הם לעתים קרובות בולטות מוליכים למחצה לא מסומנת.עבור טרנזיסטורים אפקט שדה עם שער Schottky - גליום ארסניד.בצורתה הטהורה, זהו מבודד טוב אשר המוצר כולל את הדרישות הבאות:

1. אין תופעות שליליות בצומת עם ערוץ, מקור, ניקוז: רגישות, שליטה טפילית על המצע, היסטרזה של פרמטרים.
2. יציבות תרמית במהלך מחזורי הטכנולוגיה של ייצור מוצרים: התנגדות חישול, epitaxy.חוסר דיפוזיה של זיהומים בשכבות הפעילות שנגרמו על ידי השפלה זו.
3. מינימום זיהומים.הדרישה קשורה קשר הדוק לקודמתה.
4. סריג קריסטל איכותי, פגמים מינימליים.

קשה ליצור שכבה של עובי ניכר העונה על רשימת התנאים.לכן, הדרישה החמישית מתווספת, אשר כוללת את האפשרות של צמיחה הדרגתית של המצע לגודל הרצוי.

שדה טרנזיסטורים אפקט עם צומת pn בקרה ו- MEP

במקרה זה, סוג של מוליכות חומר השער שונה מזה המשמש את הערוץ.בפועל, ישנם שיפורים שונים.התריס מורכב מחמישה אזורים, שקועים בערוץ.מתח נמוך יכול לשלוט על זרם הזרם.גידול ממוצע ברווח.

הטיה הפוכה של צומת pn משמש במעגלים, חזק יותר, צר יותר את הערוץ עבור הזרם הנוכחי.בערך מתח מסוים הטרנזיסטור נעול.הטיה קדימה מסוכנת בשל העובדה כי מעגל מבוקרת חזק יכול להשפיע על מעגל השער.אם הצומת פתוח, זרם גדול יזרם, או יופעל מתח גבוה.המצב הרגיל מסופק על ידי בחירה נכונה של קוטביות ומאפיינים אחרים של מקור הכוח, הבחירה של נקודת ההפעלה של הטרנזיסטור.

עם זאת, במקרים מסוימים, זרמים שער ישיר משמשים בכוונה.ראוי לציין כי MOSFETs אלה יכולים להשתמש במצב זה, שבו המצע יוצר צומת p - n עם הערוץ.המטען הנע של המקור מחולק בין השער לבין הניקוז.אתה יכול למצוא את האזור שבו רווח הנוכחי משמעותי מתקבל.נשלט על ידי מצב תריס.עם עלייה הנוכחית איז( עד 100 μA), הפרמטרים של המעגל להידרדר בחדות.

הכללה דומה משמשת את מה שנקרא שער גלאי תדר השער.התכנון מנצל את תכונות התיקון של צומת pn בין השער לערוץ.עקירה קדימה היא קטנה או אפילו אפס.המכשיר עדיין נשלט על ידי שער הנוכחי.מעגל הניקוז מייצר דחיפה משמעותית של האות.מתח מסודר לשער חוסם, משתנה בהתאם לחוק הקלט.במקביל לאיתור, הגברה האות מושגת.מתח מעגל הניקוז מכיל רכיבים: רכיב קבוע של

• .לא בשימוש.
• אות עם תדירות המוביל.צמח על הקרקע באמצעות טנקים מסנן.
• אות עם תדר פס בסיס.עבד כדי לחלץ את המידע המובטח.

החיסרון של גלאי תדר השער נחשב גורם עיוות גדול שאינו ליניארי.יתר על כן, התוצאות הן רעות באותה מידה עבור חלש( תלות ריבועית של המאפיין עובד) חזקה( היציאה למצב חתוך) אותות.קצת יותר טוב מדגים את גלאי פאזה על טרנזיסטור שער כפול.אות הפניה מוזן אלקטרודת בקרה אחת, מרכיב מידע נוצר על ניקוז, מוגבר על ידי טרנזיסטור אפקט שדה.

למרות עיוותים לינאריים גדולים, ההשפעה משמשת.לדוגמה, במגברי הספק סלקטיביים מודדים על ידי שידור ספקטרום תדרים צר.הרמוניות מסוננות, אין להם השפעה גדולה על האיכות הסופית של המעגל.

טרנזיסטורים של מוליכי-מוליכים למחצה( MeP) של מחיצת Schottky הם כמעט זהים לאלה עם צומת pn.לפחות בכל הנוגע לעקרונות העבודה.אבל בזכות התכונות המיוחדות של מעבר המתכת-מוליכים למחצה, המוצרים מסוגלים לפעול בתדירות מוגברת( עשרות GHz, תדרי הגבול באזור של 100 GHz).יחד עם זאת, מבנה MEP קל יותר ליישם כאשר מדובר בייצור תהליכים טכנולוגיים.מאפייני התדירות נקבעים על ידי זמן טעינת השער וניידות המוביל( עבור GaAs מעל 10,000 מ"ר C / V).

MOSFET

במבני MOS, השער מבודד באופן מהימן מהערוץ, השליטה כולה נובעת מהשפעת השדה.בידוד מבוצע על ידי תחמוצת סיליקון או ניטריד.זה ציפויים אלה קל יותר להחיל על פני השטח של הגביש.ראוי לציין כי במקרה זה יש גם מעברים מתכת מוליכים למחצה באזור של מקור ניקוז, כמו טרנזיסטור כל קוטב.עובדה זו נשכחת על ידי סופרים רבים, או מוזכרת תוך כדי שימוש באמצעות הביטוי המסתורי "אנשי קשר אוהמיים".

בנושא דיודת Schottky שאלה זו הועלתה.לא תמיד בצומת של מחסום מתכת ומוליך למחצה.במקרים מסוימים, מגע אואמי.זה תלוי ברובו על התכונות של עיבוד טכנולוגי וממדים גיאומטריים.מאפיינים טכניים של מכשירים אמיתיים תלויים מאוד פגמים שונים של תחמוצת( ניטריד) שכבת.הנה כמה:

1. חוסר השלמות של סריג קריסטל באזור פני השטח נובע קשרים שבורים בגבול של שינוי של חומרים.ההשפעה מופעלת כמו אטומים חופשיים של מוליכים למחצה, שם וזיהומים כמו חמצן, אשר בכל מקרה.לדוגמה, בעת שימוש בשיטות של epitaxy.כתוצאה מכך, רמות האנרגיה מופיעות בעומק השטח האסור.
2. בגבול של תחמוצת ומוליכים למחצה( בעובי 3 ננומטר), נוצר עודף תשלום, שעדיין לא הוסבר.ככל הנראה, התפקיד הוא שיחק על ידי רווחים ריקים חיוביים( חורים) של אטומים פגומים של המוליכים למחצה עצמה וחמצן.
3. סחיפה של אטומים מיונן של נתרן, אשלגן ומתכות אלקליות אחרות מתרחשת במתח נמוך על האלקטרודה.זה מגדיל את החיוב שנצבר על הגבול של השכבות.כדי לחסום את האפקט הזה תחמוצת הסיליקון, תחמוצת זרחן( אנהידריד) משמש.

חיוב חיובי נפחי בתחמוצת משפיע על מתח הסף שבו הערוץ אינו נעול.הפרמטר קובע את מהירות המיתוג וקובע את זרם הזליגה( מתחת לסף).בנוסף, התגובה מושפעת מחומר השער, עובי שכבת החמצן וריכוז הזיהומים.לכן, התוצאה שוב מגיע הטכנולוגיה.כדי לקבל את המצב שצוין, לבחור חומרים, מידות גיאומטריות, תהליך הייצור עם טמפרטורות נמוכות.טכניקות נפרדות גם להקטין את מספר הפגמים, אשר משפיע לטובה על הפחתת המטען הטפיל.