Lauko poveikio tranzistorius

Lauko poveikio tranzistorius yra elektrinis puslaidininkinis įtaisas, kurio išėjimo srovė yra kontroliuojama lauko, taigi, to paties ženklo įtampa. Formavimo signalas tiekiamas į vartus, jis reguliuoja n arba p tipo kanalo laidumą.Skirtingai nuo bipolinių tranzistorių, kur signalas yra kintamas poliškumas. Antrasis ženklas - tai tik pagrindinių vežėjų( tos pačios žymos) formavimas.

Lauko efektų tranzistorių klasifikavimas

Pradėkime klasifikaciją.Lauko efektų tranzistorių veislės yra daug, kiekvienas veikia pagal algoritmą:

1. Laidavimo kanalo tipas: n arba p.Šis veiksnys lemia valdymo įtampos poliškumą.
2. Pagal struktūrą.Su pn-perėjimu susiliejusi, difuzija, MDP( MOP), su Schottky barjeru, plona plėvele.
3. Elektrodų skaičius yra 3 arba 4. Pastaruoju atveju substratas laikomas atskiru objektu, leidžiančiu valdyti srovės srautą per kanalą( be vartų).
4. laidininko medžiaga. Silicis, germanis, galio arsenidas yra dažni šiandien. Puslaidininkinė medžiaga pažymėta simbolių raidėmis( K, D, A) arba( karinės pramonės produktais) numeriais( 1, 2, 3).
instagram viewer
5. Taikymo klasė neįtraukta į žymenį, nurodytą informacinėse knygose, kuriose pateikiama informacija, kad lauko poveikio tranzistorius dažnai yra įtrauktas į stiprintuvų, radijo imtuvų sudėtį.Pasaulio praktikoje egzistuoja skirstymas į šias 5 grupes: aukštas, žemas dažnio, nuolatinės srovės stiprintuvai, moduliatoriai, pagrindiniai.
   

   puslaidininkinis tranzistorius

6. Elektrinių parametrų diapazonas nustato vertybių rinkinį, kuriame lauko poveikio tranzistorius lieka veikiantis.Įtampa, srovė, dažnis.
7. Pagal projektavimo ypatumus išskiriami vienetai, alkatonai, technetronai, tinkliniai rezistoriai. Kiekvienas įrenginys pasižymi pagrindinėmis savybėmis. Alkatrono elektrodai gaminami iš koncentrinių žiedų, didinantis tekančio srovės kiekį.
8. Pagal vieną pagrindą uždengtų konstrukcinių elementų skaičius išskiria dvigubą, papildomą.

Be bendrojo klasifikavimo, buvo sukurtas specializuotas, apibrėžiantis veikimo principas. Išskirti:

1. Lauko poveikio tranzistoriai su pn-sankryžos valdymu.
2. Schottky lauko efektų tranzistoriai.
3. izoliuotų lauko efektų tranzistoriai:

• Su įmontuotu kanalu.
• Su sukeltu kanalu.

Literatūroje papildomai užsakomos struktūros: neįmanoma naudoti MOP pavadinimo, o oksidų konstrukcijos laikomos ypatingu MIS( metalo, dielektrinio, puslaidininkinio) atveju. Schottky barjeras( MeP) turėtų būti atskirai identifikuojamas, nes tai yra kitokia struktūra. Primena savybes p-n-pāreja. Pridedame, kad struktūriškai dielektrinis( silicio nitridas) ir oksidas( tetravalentinis silicis) gali patekti į tranzistorių tuo pačiu metu, kaip atsitiko su KP305.Tokius techninius sprendimus naudoja žmonės, ieškantys būdų, kaip gauti unikalias produkto savybes, sumažinti išlaidas.

Iš lauko efektų tranzistorių užsienio santrumpų FET derinys yra rezervuotas, kartais tai reiškia kontrolės tipą su pn-sankryža. Pastaruoju atveju kartu su juo sutinkame JFET.Sinonimai. Užsienyje, įprasta atskirti oksido( MOSFET, MOS, MOST - sinonimus) ir nitrido( MNS, MNSFET) lauko poveikio tranzistorius. Schottky barjero buvimas pažymėtas SBGT.Akivaizdu, kad materialinė vertė, vietinė literatūra, fakto reikšmė yra tyli.

Diagramose lauko efektų tranzistorių elektrodai žymimi: D( nutekėjimas) - nutekėjimas, S( šaltinis) - šaltinis, G( vartai) - vartai. Substratas vadinamas substratu.

lauko poveikio tranzistorius

Lauko efekto tranzistoriaus valdymo elektrodas vadinamas vartais. Kanalas yra sudarytas iš savavališko laidumo tipo puslaidininkių.Valdymo įtampos poliškumas yra teigiamas arba neigiamas. Atitinkamo ženklo laukas išstumia laisvus nešiklius, kol kamštis po vartų elektrodu ištuštėja. Pasiekta naudojant lauką arba pn-sankryžai, arba homogeniniam puslaidininkiui. Srovė tampa nuliu. Taip veikia lauko efektų tranzistorius.

Srovė teka iš šaltinio į drenažą, pradedantiesiems tradiciškai kenkia klausimas dėl dviejų nurodytų elektrodų išskyrimo. Nėra jokio skirtumo, kokiu krypčiu mokesčiai juda. Lauko poveikio tranzistorius yra grįžtamasis.Įkrovimo laikmenų vienalytiškumas paaiškina žemą triukšmo lygį.Todėl technologijų srityje transistoriai užima dominuojančią padėtį.

konstrukcija Svarbiausias įtaisų bruožas yra didelis įėjimo atsparumas, ypač kintamoji srovė.Akivaizdus faktas kyla dėl atvirkštinio šališkumo pn-sankryžos( Schottky perėjimo) arba technologinio kondensatoriaus talpos izoliuojamo vartų srityje.

pagrindai dažnai išsikišę į nelaidžius puslaidininkius. Lauko poveikio tranzistoriams su Schottky vartais - galio arsenidu. Gryna forma yra geras izoliatorius, kuriam gaminys turi šiuos reikalavimus:

1. Nėra neigiamų reiškinių sankryžoje su kanalu, šaltiniu, nutekėjimu: fotosensibilizacija, parazitinė kontrolė per substratą, parametrų histerezė.
2. Terminis stabilumas gaminių gamybos technologinių ciklų metu: atsparumas karščiui, epiteksas. Dėl šio degradacijos aktyvių sluoksnių priemaišų difuzijos stoka.
3. Minimalios priemaišos.Šis reikalavimas yra glaudžiai susijęs su ankstesniu.
4. Aukštos kokybės kristalinės grotelės, minimalūs defektai.

Sunku sukurti didelio storio sluoksnį, atitinkantį sąlygų sąrašą.Todėl pridedamas penktasis reikalavimas, kurį sudaro galimybė palaipsniui augti substratą iki norimo dydžio.

Lauko efektų tranzistoriai su valdymo pn junction ir MeP

Šiuo atveju vartų medžiagos laidumo tipas skiriasi nuo kanalo naudojamo tipo. Praktiškai yra įvairių patobulinimų.Užraktas susideda iš penkių sričių, įmontuotų kanale.Žemesnė įtampa gali valdyti srovės srautą.Vidutinis padidėjimas.

Pn-junction atvirkštinis poslinkis naudojamas grandinėse, tuo stipresnis, tuo siauresnis srauto kanalas. Esant tam tikrai įtampai, tranzistorius yra užrakintas. Išankstinis šališkumas yra pavojingas dėl to, kad galinga valdoma grandinė gali paveikti vartų grandinę.Jei jungtis yra atidaryta, teka didelė srovė arba bus naudojama aukšta įtampa.Įprastą režimą užtikrina teisingas poliškumo pasirinkimas ir kitos maitinimo šaltinio charakteristikos, tranzistoriaus darbo taško pasirinkimas.

Tačiau kai kuriais atvejais tiesioginės vartų srovės yra naudojamos sąmoningai. Pažymėtina, kad šie MOSFET gali naudoti šį režimą, kai substratas sudaro p - n sankryžą su kanalu. Judantis šaltinio krūvis yra padalintas tarp vartų ir nutekėjimo. Galite rasti sritį, kurioje gaunamas reikšmingas padidėjimas. Valdomas užrakto režimu. Didinant srovę iz( iki 100 μA), grandinės parametrai smarkiai pablogėja. Panašus įtraukimas naudojamas taip vadinamoje vartų dažnio detektoriaus grandinėje. Projektas išnaudoja pn-jungties tarp vartų ir kanalo ištaisymo savybes. Išankstinis poslinkis yra mažas arba netgi nulis. Prietaisą vis dar valdo vartų srovė.Išleidimo grandinėje gaunamas reikšmingas signalo padidėjimas. Pataisyta vartų įtampa blokuoja, priklauso nuo įvesties teisės. Kartu su aptikimu pasiekiamas signalo stiprinimas. Išleidimo grandinės įtampa turi komponentus:

• pastovus komponentas. Nenaudojama.
• signalas su nešlio dažniu. Naudokite filtro talpyklas ant žemės.
• signalas su bazinio dažnio dažniu. Perduodama įkeistą informaciją.

Vartų dažnio detektoriaus trūkumas laikomas dideliu netiesiniu iškraipymo veiksniu. Be to, rezultatai yra vienodai blogi dėl silpnos( kvadratinės darbinės charakteristikos priklausomybės) ir stiprios( išėjimo į išjungimo režimą) signalų.Šiek tiek geriau parodo dvigubo vartų tranzistoriaus fazės detektorių.Etaloninis signalas tiekiamas į vieną valdymo elektrodą, ant kanalo yra suformuotas informacinis komponentas, sustiprintas lauko efekto tranzistoriumi.

Nepaisant didelių linijinių iškraipymų, poveikis naudojamas. Pavyzdžiui, atrankiniuose galios stiprintuvuose, matuojamuose perduodant siaurą dažnių spektrą.Harmonikai filtruojami, neturi didelės įtakos galutinei grandinės kokybei.

Schottky barjerinių metalinių puslaidininkių( MeP) tranzistoriai yra beveik identiški tiems, kurie turi pn sankryžą.Bent jau kalbant apie darbo principus. Tačiau dėl ypatingų metalo-puslaidininkių perėjimo savybių, produktai gali veikti dažniau( dešimtys GHz, ribiniai dažniai 100 GHz).Tuo pačiu metu MeP struktūra yra paprastesnė įgyvendinant gamybos ir technologinius procesus. Dažnio charakteristikas lemia vartų įkrovimo laikas ir nešlio judumas( GaAs, viršijančios 10 000 kv. M / s s).

MOSFET

MOS konstrukcijose vartai yra patikimai izoliuoti nuo kanalo, valdymas visiškai priklauso nuo lauko poveikio. Izoliacija atliekama silicio oksidu arba nitridu.Šias dangas lengviau taikyti ant kristalo paviršiaus. Pažymėtina, kad šiuo atveju šaltinio ir nutekėjimo regione yra ir metalinių puslaidininkių perėjimai, kaip ir bet kuriame poliniame tranzistore.Šį faktą užmiršo daugelis autorių arba paminėta paslaptingos frazės „ohminiai kontaktai“ naudojimu.

Temoje apie Schottky diodą šis klausimas buvo iškeltas. Ne visada metalo ir puslaidininkių barjerų sankryžoje. Kai kuriais atvejais, omi kontaktas. Tai daugiausia priklauso nuo technologinio apdorojimo ir geometrinių matmenų savybių.Realių prietaisų techninės charakteristikos labai priklauso nuo įvairių oksido( nitrido) sluoksnio defektų.Štai keletas:

1. Kristalinės grotelės netobulumas paviršiaus regione yra dėl sulaužytų obligacijų medžiagų keitimo ribose. Poveikis daromas kaip puslaidininkių laisvieji atomai, ten yra priemaišų, pvz., Deguonies, kuris bet kuriuo atveju yra. Pavyzdžiui, kai naudojami epitakso metodai. Dėl to atsiranda energijos lygis, kuris yra uždraustos zonos gylyje.
2. Oksido ir puslaidininkio ribose( 3 nm storio) susidaro perteklinis įkrovimas, kurio pobūdis dar nėra paaiškintas. Manoma, kad vaidmenį atlieka puslaidininkių ir deguonies defektinių atomų teigiamos tuščios erdvės( skylės).
3. Natrio, kalio ir kitų šarminių metalų jonizuotų atomų poslinkis vyksta esant žemai įtampai elektrode. Tai padidina sluoksnių ribose sukauptą krūvį.Norėdami užkirsti kelią šiam poveikiui silicio oksidu, naudojamas fosforo oksidas( anhidridas).

Tūrio teigiamas įkrovimas okside turi įtakos slenksčio įtampai, kuria kanalas yra atrakintas. Parametras nustato perjungimo greitį ir nustato nuotėkio srovę( žemiau slenksčio).Be to, reakciją įtakoja vartų medžiaga, oksido sluoksnio storis ir priemaišų koncentracija. Taigi rezultatas vėl tampa technologija. Norėdami gauti nurodytą režimą, pasirinkite medžiagas, geometrinius matmenis, gamybos procesą, esant žemai temperatūrai. Atskiri metodai taip pat sumažins defektų skaičių, kuris palankiai veikia parazitinio krūvio sumažėjimą.