Tranzystor polowy

Tranzystor polowy jest elektrycznym urządzeniem półprzewodnikowym, którego prąd wyjściowy jest kontrolowany przez pole, a więc przez napięcie o tym samym znaku. Sygnał formujący jest podawany do bramki, reguluje przewodzenie kanału n lub typu p. W przeciwieństwie do tranzystorów bipolarnych, gdzie sygnał ma zmienną polaryzację.Drugim znakiem jest tworzenie prądu wyłącznie przez głównych przewoźników( tego samego znaku).

Klasyfikacja tranzystorów polowych

Zacznijmy klasyfikację.Odmiany tranzystorów polowych są liczne, każdy działa zgodnie z algorytmem:

1. Typ kanału przewodzenia: n lub p. Współczynnik określa polaryzację napięcia sterującego.
2. Według struktury. Ze skondensowanym przejściem pn, dyfuzja, MDP( MOP), z barierą Schottky'ego, cienkowarstwowa.
3. Liczba elektrod wynosi 3 lub 4. W tym drugim przypadku substrat jest uważany za osobny obiekt, pozwalający kontrolować przepływ prądu przez kanał( poza bramą).
4. Materiał dyrygenta. Krzem, german, arsenek galu są dziś powszechne. Materiał półprzewodnikowy oznaczony jest literami symboli( K, D, A) lub( w produktach przemysłu wojskowego)( 1, 2, 3).
   instagram viewer
5. Klasa aplikacji nie jest zawarta w oznakowaniu, wskazanym w książkach informacyjnych informujących, że tranzystor polowy jest często zawarty w składzie wzmacniaczy, odbiorników radiowych. W praktyce światowej istnieje podział w zakresie zastosowania w następujących 5 grupach: wzmacniacze o wysokiej, niskiej częstotliwości, prądu stałego, modulatory, kluczowe.
   

   Tranzystor półprzewodnikowy

6. Zakres parametrów elektrycznych determinuje zbiór wartości, w których tranzystor polowy pozostaje sprawny. Napięcie, prąd, częstotliwość.
7. Dzięki cechom konstrukcyjnym wyróżniamy unitrony, alkatrony, technetrony, rezystory sieciowe. Każde urządzenie jest wyposażone w kluczowe funkcje. Elektrody Alkatron są wykonane z koncentrycznych pierścieni, zwiększając przepływ prądu.
8. Dzięki liczbie elementów konstrukcyjnych zamkniętych przez jedno podłoże wydzielają się podwójne, komplementarne.

Oprócz klasyfikacji ogólnej wynaleziono również wyspecjalizowaną, definiującą zasadę działania. Wyróżnij: tranzystory polowe

1. ze sterowaniem złączem pn.
2. Tranzystory polowe Schottky'ego. Tranzystory z efektem izolowanym
3. :

• Z wbudowanym kanałem.
• Z wywołanym kanałem.

W literaturze struktury są dodatkowo uporządkowane w następujący sposób: niepraktyczne jest stosowanie oznaczenia MOP, struktury na tlenkach są uważane za specjalny przypadek MIS( metal, dielektryk, półprzewodnik).Bariera Schottky'ego( MeP) powinna być osobno zidentyfikowana, ponieważ jest to inna struktura. Przypomina właściwości p-n-transition. Dodajemy, że strukturalnie dielektryk( azotek krzemu) i tlenek( czterowartościowy krzem) są zdolne do wejścia w tranzystor w tym samym czasie, co stało się z KP305.Takie rozwiązania techniczne są stosowane przez osoby poszukujące metod uzyskania unikalnych właściwości produktu, obniżenia kosztów.

Wśród zagranicznych skrótów dla tranzystorów polowych, kombinacja FET jest zarezerwowana, czasami oznacza to rodzaj sterowania za pomocą złącza pn. W tym ostatnim przypadku wraz z tym spotykamy JFET.Synonimy. Za granicą, jest zwyczajowo separować tranzystory polowe tlenkowe( MOSFET, MOS, MOST - synonimy) i azotkowe( MNS, MNSFET).Obecność bariery Schottky'ego oznaczona jest SBGT.Najwyraźniej wartość materialna, literatura krajowa, znaczenie tego faktu jest milcząca.

Elektrody tranzystorów polowych na wykresach są oznaczone: D( spust) - odpływ, S( źródło) - źródło, G( bramka) - bramka. Podłoże nazywa się substratem.

Tranzystor polowy

Elektroda sterująca tranzystora polowego nazywana jest bramką.Kanał jest utworzony przez półprzewodnik o arbitralnym typie przewodnictwa. Biegunowość napięcia sterującego jest dodatnia lub ujemna. Pole odpowiadającego znaku przesuwa swobodne nośniki, dopóki przesłuch pod elektrodą bramki nie stanie się w ogóle pusty. Uzyskane przez zastosowanie pola do połączenia pn lub do homogenicznego półprzewodnika. Prąd osiąga zero. W ten sposób działa tranzystor polowy.

Prąd płynie ze źródła do drenu, początkujący tradycyjnie dręczą się kwestią rozróżnienia dwóch wskazanych elektrod. Nie ma różnicy w jakim kierunku poruszają się ładunki. Tranzystor polowy jest odwracalny. Jednobiegunowość nośników ładunku wyjaśnia niski poziom hałasu. Dlatego w dziedzinie technologii tranzystory zajmują dominującą pozycję.

Kluczową cechą urządzeń jest duża rezystancja wejściowa, szczególnie prąd przemienny. Oczywisty fakt wynika z kontroli odgiętego w kierunku poprzecznym połączenia pn( przejście Schottky'ego) lub pojemności kondensatora technologicznego w obszarze izolowanej bramki. Podłoża

to często wystające, niestopowe półprzewodniki. Do tranzystorów polowych z bramą Schottky'ego - arsenku galu. W czystej postaci jest dobrym izolatorem, do którego produkt zawiera następujące wymagania:

1. Brak negatywnych zjawisk na styku z kanałem, źródło, dren: światłoczułość, pasożytnicza kontrola nad podłożem, histereza parametrów.
2. Stabilność termiczna podczas cykli technologicznych wytwarzania produktu: odporność na wyżarzanie, epitaksja. Brak dyfuzji zanieczyszczeń w warstwach aktywnych spowodowanych przez tę degradację.
3. Minimalne zanieczyszczenia. Wymóg jest ściśle związany z poprzednim.
4. Wysokiej jakości sieć krystaliczna, minimalne defekty.

Trudno jest stworzyć warstwę o znacznej grubości, która spełnia listę warunków. Dlatego też dodano piąte wymaganie, które polega na możliwości stopniowego wzrostu substratu do pożądanej wielkości.

Tranzystory polowe ze złączem Pn i MeP

W tym przypadku rodzaj przewodności materiału bramki różni się od przewodności używanej przez kanał.W praktyce istnieją różne ulepszenia. Migawka składa się z pięciu obszarów, zagłębionych w kanale. Niższe napięcie może kontrolować przepływ prądu.Średni wzrost zysku.

W obwodach stosuje się odwrotne polaryzację złącza pn, im silniejszy, tym węższy kanał dla przepływu prądu. Przy pewnej wartości napięcia tranzystor jest zablokowany. Popęd do przodu jest niebezpieczny ze względu na fakt, że potężny obwód kontrolowany może wpływać na obwód bramki. Jeśli połączenie jest otwarte, przepływa duży prąd lub zostanie zastosowane wysokie napięcie. Tryb normalny jest zapewniony przez prawidłowy wybór polaryzacji i innych charakterystyk źródła zasilania, wybór punktu pracy tranzystora.

Jednak w niektórych przypadkach stosowane są bezpośrednie prądy bramki. Warto zauważyć, że te tranzystory MOSFET mogą korzystać z tego trybu, w którym substrat tworzy połączenie p - n z kanałem. Ruchomy ładunek źródła jest dzielony między bramą a odpływem. Możesz znaleźć obszar, w którym uzyskujesz znaczny prąd. Kontrolowane przez tryb migawki. Wraz ze wzrostem prądu iz( do 100 μA), parametry obwodu gwałtownie się pogarszają.

Podobne włączenie jest wykorzystywane przez tak zwany obwód detektora częstotliwości bramy. Projekt wykorzystuje właściwości prostownicze połączenia pn między bramką a kanałem. Przesunięcie do przodu jest małe, a nawet zerowe. Urządzenie jest nadal kontrolowane przez prąd bramki. W obwodzie spustowym uzyskiwane jest znaczne wzmocnienie sygnału. Napięcie prostowane dla bramy jest blokowane, zmienia się zgodnie z prawem wejściowym. Równocześnie z detekcją uzyskuje się wzmocnienie sygnału. Napięcie obwodu spustowego zawiera komponenty:

• Składnik stały. Nie używane.
• Sygnał z częstotliwością nośną.Posadź na ziemi za pomocą zbiorników filtra.
• Sygnał z częstotliwością pasma podstawowego. Przetworzono, aby wyodrębnić informacje zastawione.

Wadą detektora częstotliwości bramek jest duży nieliniowy współczynnik zniekształceń.Co więcej, wyniki są równie złe dla słabych( kwadratowa zależność charakterystyki roboczej) i silnych( wyjście z trybu wyłączenia).Nieco lepiej demonstruje detektor fazy na tranzystorze z podwójną bramką.Sygnał referencyjny podawany jest do jednej elektrody sterującej, w kanale spustowym tworzony jest komponent informacyjny, wzmacniany przez tranzystor polowy.

Pomimo dużych zniekształceń liniowych, efekt jest używany. Na przykład w selektywnych wzmacniaczach mocy odmierzonych przez przesyłanie wąskiego spektrum częstotliwości. Harmoniczne są filtrowane, nie mają dużego wpływu na końcową jakość obwodu.

Tranzystory Schottky'ego z metalowo-półprzewodnikowymi tranzystorami( MeP) są prawie identyczne jak te ze złączem pn. Przynajmniej jeśli chodzi o zasady pracy. Ale dzięki specjalnym cechom przejścia metal-półprzewodnik, produkty mogą działać ze zwiększoną częstotliwością( dziesiątki GHz, graniczne częstotliwości w zakresie 100 GHz).Jednocześnie struktura MeP jest łatwiejsza do wdrożenia, jeśli chodzi o procesy produkcyjne i technologiczne. Charakterystyki częstotliwości są określane przez czas ładowania bramki i mobilność nośnika( w przypadku GaAs powyżej 10.000 m2 Cm / Vs).

MOSFET

W strukturach MOS brama jest niezawodnie odizolowana od kanału, kontrola jest całkowicie spowodowana działaniem pola. Izolację przeprowadza się za pomocą tlenku krzemu lub azotku. To właśnie te powłoki łatwiej nakłada się na powierzchnię kryształu. Warto zauważyć, że w tym przypadku występują również przejścia metal-półprzewodnik w obszarze źródłowym i drenującym, jak w każdym tranzystorze biegunowym. Wielu autorów zapomina o tym fakcie, lub wspomina się o tym poprzez użycie tajemniczej frazy "omowe kontakty".

W temacie dotyczącym diody Schottky'ego postawiono to pytanie. Nie zawsze na styku z metalem i barierą półprzewodnikową.W niektórych przypadkach kontakt omowy. Zależy to w dużej mierze od cech przetwarzania technologicznego i wymiarów geometrycznych. Charakterystyki techniczne rzeczywistych urządzeń są silnie uzależnione od różnych wad warstwy tlenku( azotku).Oto kilka:

1. Niedoskonałość sieci krystalicznej w obszarze powierzchni wynika z przerwania wiązań na granicy zmiany materiałów. Wpływ jest wywierany jako wolne atomy półprzewodnika, tam i zanieczyszczenia takie jak tlen, który jest w każdym przypadku. Na przykład przy użyciu metod epitaksji. W rezultacie pojawiają się poziomy energii leżące na głębokości strefy zabronionej.
2. Na granicy tlenku i półprzewodnika( o grubości 3 nm) powstaje nadmiar ładunku, którego natura nie została jeszcze wyjaśniona. Można przypuszczać, że rolę odgrywają dodatnie puste przestrzenie( dziury) wadliwych atomów samego półprzewodnika i tlenu.
3. Dryf zjonizowanych atomów sodu, potasu i innych metali alkalicznych zachodzi przy niskim napięciu na elektrodzie. Zwiększa to ładunek zgromadzony na granicy warstw. Aby zablokować ten efekt w tlenku krzemu, stosuje się tlenek fosforu( bezwodnik).

Wolumetryczny ładunek dodatni w tlenku wpływa na napięcie progowe, przy którym kanał jest odblokowany. Parametr określa prędkość przełączania i określa prąd upływowy( poniżej wartości progowej).Ponadto na reakcję ma wpływ materiał bramki, grubość warstwy tlenku i stężenie zanieczyszczeń.Tak więc wynik ponownie sprowadza się do technologii. Aby uzyskać określony tryb, wybierz materiały, wymiary geometryczne, proces produkcyjny z niskimi temperaturami. Oddzielne techniki zmniejszą również liczbę wad, co korzystnie wpływa na zmniejszenie ładunku pasożytniczego.