Lauka efekta tranzistors

Lauka efekta tranzistors ir elektriskā pusvadītāju ierīce, kuras izejas strāva tiek kontrolēta ar lauku, līdz ar to pašu signāla spriegumu. Veidošanas signāls tiek ievadīts vārtiem, tas regulē n vai p veida kanāla vadību. Atšķirībā no bipolāriem tranzistoriem, kur signāls ir mainīgs polaritāte. Otrā zīme ir pašreizējā ekskluzīvā pārvadātāja( viena un tā paša apzīmējuma) veidošana.

lauka efekta tranzistoru klasifikācija

Sāksim klasifikāciju. Lauku efekta tranzistoru šķirnes ir daudzas, katra darbojas saskaņā ar algoritmu:

1. Vadības kanāla veids: n vai p.Šis faktors nosaka vadības sprieguma polaritāti.
2. Pēc struktūras. Ar pn-pārejas fūziju, difūziju, MDP( MOP), ar Schottky barjeru, plānas plēves.
3. Elektrodu skaits ir 3 vai 4. Pēdējā gadījumā substrāts tiek uzskatīts par atsevišķu objektu, kas ļauj kontrolēt strāvas plūsmu caur kanālu( bez vārtiem).
4. Vadu materiāls. Silīcijs, germānija, gallija arsenīds šodien ir izplatīti. Pusvadītāju materiāls ir apzīmēts ar simbolu burtiem( K, D, A) vai( militārās rūpniecības produktos) numuriem( 1, 2, 3).
instagram viewer
5. Pieteikuma klase nav iekļauta marķējumā, ko norāda atsauces grāmatas, kas sniedz informāciju, ka lauka efekta tranzistors bieži tiek iekļauts pastiprinātāju, radiouztvērēju sastāvā.Pasaules praksē ir sadalījums šādās 5 grupās: augsta, zema frekvence, līdzstrāvas pastiprinātāji, modulatori, galvenie.
   

   pusvadītāju tranzistors

6. Elektrisko parametru diapazons nosaka vērtību kopu, kurā lauka efekta tranzistors paliek darboties. Spriegums, strāva, frekvence.
7. Pēc dizaina iezīmēm atšķirt vienības, alkatronus, tehnetronus, režģa rezistorus. Katra ierīce ir aprīkota ar galvenajām iezīmēm. Alkatrona elektrodi ir izgatavoti no koncentriskiem gredzeniem, palielinot strāvas plūsmu.
8. Ar viena substrāta ierobežoto strukturālo elementu skaitu izdala divkāršu, papildinošu.

Papildus vispārējai klasifikācijai ir izgudrots specializēts, definējošs darbības princips. Atšķirt:

1. lauka efekta tranzistori ar pn-savienojuma vadību.
2. Schottky lauka efekta tranzistori.
3. izolēta lauka efekta tranzistori:

• Ar iebūvētu kanālu.
• Ar inducētu kanālu.

Literatūrā papildus tiek sakārtotas struktūras: nav praktiski izmantot MOP apzīmējumu, uz oksīdu konstrukcijām tiek uzskatīts īpašs MIS gadījums( metāla, dielektriskā, pusvadītāju).Schottky barjera( MeP) ir jānorāda atsevišķi, jo tā ir atšķirīga struktūra. Atgādina īpašības p-n-pāreja. Mēs piebilstam, ka strukturāli dielektriskais( silīcija nitrīds) un oksīds( tetravalents silīcijs) spēj iekļūt tranzistors vienlaicīgi, kā tas notika ar KP305.Šādus tehniskos risinājumus izmanto cilvēki, kas meklē metodes, lai iegūtu produkta unikālās īpašības, samazinātu izmaksas.

Starp lauka efekta tranzistoru ārzemju saīsinājumiem FET kombinācija ir rezervēta, dažkārt tas nozīmē kontroles veidu ar pn-krustojumu. Pēdējā gadījumā mēs kopā ar to satiekam JFET.Sinonīmi.Ārzemēs ir ierasts atdalīt oksīda( MOSFET, MOS, MOST - sinonīmus) un nitrīda( MNS, MNSFET) lauka efekta tranzistorus. Schottky barjera klātbūtne ir atzīmēta ar SBGT.Acīmredzot materiālā vērtība, vietējā literatūra fakta nozīme ir klusa.

Diagrammās lauka efekta tranzistoru elektrodi ir apzīmēti ar: D( drenāža) - drenāža, S( avots) - avots, G( vārti) - vārti. Substrātu sauc par substrātu.

lauka efekta tranzistors

Lauka efekta tranzistora vadības elektrodu sauc par vārtiem. Kanālu veido patvaļīga vadītspējas tipa pusvadītājs. Vadības sprieguma polaritāte ir pozitīva vai negatīva. Atbilstošās zīmes lauks pārvieto brīvos nesējus, līdz paliekas zem vārtu elektroda vispār iztukšojas. Sasniegts, izmantojot lauku pn-krustojumam vai viendabīgam pusvadītājam. Pašreizējā strāva kļūst par nulli. Tādā veidā darbojas lauka efekta tranzistors.

Strāvas plūsma no avota līdz aizplūšanai, iesācējiem tradicionāli tiek vajāts jautājums par divu norādīto elektrodu atšķiršanu. Nav atšķirības, kādā virzienā maksājumi tiek pārvietoti. Lauka efekta tranzistors ir atgriezenisks. Uzlādes nesēju vienpusība izskaidro zemo trokšņu līmeni. Tāpēc tehnoloģiju jomā tranzistori ieņem dominējošu stāvokli.

dizains Galvenā ierīču iezīme ir liela ieejas pretestība, īpaši maiņstrāvas. Acīmredzams fakts izriet no reversās slīpuma pn-krustojuma( Schottky pārejas) vai tehnoloģiskā kondensatora kapacitātes izolētā vārtu reģionā.

substrāti bieži vien ir izspiesti ar neiedegtiem pusvadītājiem. Lauku efekta tranzistoriem ar Schottky vārtiem - gallija arsenīdu. Tīrā formā tas ir labs izolators, kam izstrādājumā ir šādas prasības:

1. Nav negatīvu parādību krustojumā ar kanālu, avotu, drenāžu: fotosensitivitāti, parazītisku kontroli pār substrātu, parametru histerezi.
2. Termiskā stabilitāte produktu ražošanas tehnoloģisko ciklu laikā: izturība pret atkausēšanu, epitaksi.Šīs degradācijas izraisītais piemaisījumu difūzijas trūkums aktīvajos slāņos.
3. Minimālie piemaisījumi. Prasība ir cieši saistīta ar iepriekšējo.
4. Augstas kvalitātes kristāla režģis, minimālie defekti.

Ir grūti izveidot ievērojama biezuma slāni, kas atbilst apstākļu sarakstam. Tāpēc ir pievienota piektā prasība, kas ietver iespēju pakāpeniski palielināt substrātu līdz vēlamajam izmēram.

lauka efekta tranzistori ar vadības pn-savienojumu un MeP

Šajā gadījumā vārtu materiāla vadītspējas veids atšķiras no kanāla izmantotā.Praksē ir dažādi uzlabojumi. Aizvaru veido pieci apgabali, kas ir iegremdēti kanālā.Zemāks spriegums var kontrolēt strāvas plūsmu. Vidējais pieauguma pieaugums.

Pn-krustojuma apgrieztā novirze tiek izmantota ķēdēs, jo spēcīgāka ir strāvas plūsmas kanāls. Pie noteiktas sprieguma vērtības tranzistors ir bloķēts. Virzība uz priekšu ir bīstama, jo spēcīga kontrolējama ķēde var ietekmēt vārtu kontūru. Ja savienojums ir atvērts, plūst liela strāva vai tiks izmantots augsts spriegums. Normālo režīmu nodrošina pareiza polaritātes izvēle un citas barošanas avota īpašības, tranzistora darbības punkta izvēle.

Tomēr dažos gadījumos tiešās vārtu strāvas tiek apzināti izmantotas. Jāatzīmē, ka šie MOSFET var izmantot šo režīmu, kur substrāts veido p-n krustojumu ar kanālu. Avota kustīgais lādiņš ir sadalīts starp vārtiem un kanalizāciju. Jūs varat atrast apgabalu, kurā tiek iegūts nozīmīgs pašreizējais ieguvums. Kontrolē aizvara režīms. Pieaugot pašreizējam iz( līdz 100 μA), ķēdes parametri strauji pasliktinās.

Līdzīgu iekļaušanu izmanto tā sauktā vārtu frekvenču detektora ķēde. Konstrukcija izmanto pn-krustojuma taisnojošās īpašības starp vārtu un kanālu. Pārslēgšanās uz priekšu ir neliela vai pat nulle. Ierīci joprojām kontrolē vārtu strāva. Noteces kontūrā iegūst ievērojamu signāla pastiprinājumu. Vārtu koriģētais spriegums ir bloķēts, mainās atkarībā no ievades likuma. Vienlaikus ar noteikšanu tiek panākta signāla pastiprināšana. Drenāžas ķēdes spriegums satur komponentus:

• Constant sastāvdaļa. Nav izmantots.
• Signāls ar nesēja frekvenci. Augu uz zemes, izmantojot filtru tvertnes.
• Signāls ar frekvenču joslas frekvenci. Apstrādāti, lai iegūtu ieķīlāto informāciju.

Vārtu frekvences detektora trūkums tiek uzskatīts par lielu nelineāru deformācijas faktoru. Turklāt rezultāti ir vienlīdz slikti attiecībā uz vāju( kvadrātisko darba raksturlielumu atkarību) un spēcīgu( izeju uz izslēgšanas režīmu) signāliem. Nedaudz labāk demonstrē fāzes detektoru uz divkāršu vārtu tranzistoru. Atskaites signāls tiek ievadīts vienam kontroles elektrodam, uz kanāla veidojas informācijas komponents, ko pastiprina lauka efekta tranzistors.

Neskatoties uz lieliem lineāriem traucējumiem, tiek izmantots efekts. Piemēram, selektīvos jaudas pastiprinātājos, kas mērīti, nosūtot šauru frekvenču spektru. Harmonikas tiek filtrētas, tām nav liela ietekme uz ķēdes galīgo kvalitāti.

Schottky barjeras metāla pusvadītāju( MeP) tranzistori ir gandrīz identiski tiem, kam ir pn savienojums. Vismaz tad, kad runa ir par darba principiem. Taču, pateicoties metāla un pusvadītāju pārejas īpašajām īpašībām, produkti spēj darboties ar lielāku frekvenci( desmitiem GHz, robežfrekvences 100 GHz).Tajā pašā laikā MeP struktūra ir vienkāršāka, īstenojot ražošanas un tehnoloģiskos procesus. Frekvences raksturlielumus nosaka vārtu uzlādes laiks un nesēja mobilitāte( GaAs, kas pārsniedz 10 000 m2 Cm / V s).

MOSFET

MOS struktūrās vārti ir ticami izolēti no kanāla, vadība ir pilnībā atkarīga no lauka efekta. Izolāciju veic ar silīcija oksīdu vai nitrīdu.Šie pārklājumi ir vieglāk uzklājami uz kristāla virsmas. Jāatzīmē, ka šajā gadījumā avota un aizplūšanas zonā ir arī metāla-pusvadītāju pārejas, tāpat kā jebkurš polārais tranzistors.Šo faktu daudziem autoriem aizmirst, vai arī tas tiek pieminēts, izmantojot slepeno frāzi “ohmic contacts”.

Šajā jautājumā par Schottky diodu šis jautājums tika uzdots. Ne vienmēr pie metāla un pusvadītāju barjeras krustojuma. Dažos gadījumos, ohmic kontakts. Tas lielākoties ir atkarīgs no tehnoloģiskās apstrādes un ģeometrisko izmēru iezīmēm. Reālo ierīču tehniskās īpašības ir ļoti atkarīgas no dažādiem oksīda( nitrīda) slāņa defektiem. Daži no tiem ir:

1. Kristāla režģa nepilnība virsmas reģionā ir saistīta ar salauztajām obligācijām materiālu maiņas robežās. Ietekme tiek izmantota kā pusvadītāju brīvie atomi, turklāt piemaisījumi, piemēram, skābeklis, kas jebkurā gadījumā ir. Piemēram, izmantojot epitaksijas metodes. Rezultātā parādās enerģijas līmeņi, kas atrodas aizliegtās zonas dziļumā.
2. Oksīda un pusvadītāja robežās( 3 nm biezs) veidojas liekais lādiņš, kura raksturs vēl nav izskaidrots. Iespējams, lomu spēlē pozitīvi tukšas telpas( caurumi) no paša pusvadītāja defektiem un skābekļa.
3. Nātrija, kālija un citu sārmu metālu jonizēto atomu trieciens notiek pie zemiem spriegumiem uz elektroda. Tas palielina slāni, kas uzkrājas slāņu robežās. Lai bloķētu šo efektu silīcija oksīdā, tiek izmantots fosfora oksīds( anhidrīds).

Volumetriskā pozitīvā uzlāde oksīdā ietekmē sliekšņa spriegumu, kurā kanāls ir atbloķēts. Parametri nosaka pārslēgšanas ātrumu un nosaka noplūdes strāvu( zem sliekšņa).Turklāt reakciju ietekmē vārtu materiāls, oksīda slāņa biezums un piemaisījumu koncentrācija. Tādējādi rezultāts atkal nonāk pie tehnoloģijas. Lai iegūtu norādīto režīmu, atlasiet materiālus, ģeometriskos izmērus, ražošanas procesu ar zemu temperatūru. Atsevišķas metodes samazinās arī defektu skaitu, kas labvēlīgi ietekmē parazīta lādiņa samazināšanos.