Efect tranzitoriu cu efect de câmp

Un tranzistor cu efect de câmp este un dispozitiv semiconductor electric al cărui curent de ieșire este controlat de un câmp, prin urmare, de o tensiune a aceluiași semn. Semnalul de formare este alimentat la poartă, reglează conducerea canalului de tip n sau p. Spre deosebire de tranzistoarele bipolare, unde semnalul este de polaritate alternantă.Al doilea semn este formarea curentului exclusiv de către transportatorii principali( de același semn).

Clasificarea tranzistorilor cu efect de câmp

Să începem clasificarea. Soiurile tranzistorilor cu efect de câmp sunt numeroase, fiecare funcționează conform algoritmului:

1. Tipul canalului de conducție: n sau p. Factorul determină polaritatea tensiunii de comandă.
2. După structură.Cu pn tranziție fuzionată, difuzie, MDP( MOP), cu o barieră Schottky, film subțire.
3. Numărul de electrozi este de 3 sau 4. În acest ultim caz, substratul este considerat un subiect separat, permițându-vă să controlați fluxul de curent prin canal( în afară de poartă).Materialul conductorului
instagram viewer
4. .Siliconul, germaniul, arsenidul de galiu sunt comune astăzi. Materialul semiconductor este marcat cu literele de simbol( K, D, A) sau( în produsele industriei militare) cu numere( 1, 2, 3).
5. Clasa aplicației nu este inclusă în marcaj, indicată prin cărți de referință care furnizează informații că tranzistorul cu efect de câmp este adesea inclus în compoziția amplificatoarelor, receptoarelor radio.În practica mondială există o împărțire a aplicabilității în următoarele 5 grupe: amplificatoare de curent înaltă, cu frecvență joasă, amplificatoare de curent continuu, modulatoare, cele cheie.
   

   Tranzistor semiconductor

6. Gama de parametri electrici determină setul de valori în care tranzistorul cu efect de câmp rămâne operațional. Tensiune, curent, frecvență.
7. Prin caracteristicile de proiectare se disting unroni, alcathroni, technetroni, rezistoare de rețea. Fiecare dispozitiv este dotat cu caracteristici cheie. Electrozii Alkatron sunt realizați cu inele concentrice, mărind cantitatea de curent care curge.
8. Prin numărul elementelor structurale închise de un substrat emit dublu, complementar.

Pe lângă clasificarea generală, a fost inventat un principiu de funcționare specializat, definitoriu. Disting: tranzistoare

1. cu efect de câmp cu control al joncțiunii pn.
2. Tranzistori de efecte de teren Schottky.
3. Tranzistoare cu efecte izolate de câmp:

• Cu canal încorporat.
• Cu un canal indus.

În literatură, structurile sunt comandate suplimentar după cum urmează: este imposibil să se utilizeze denumirea MOP, structurile pe oxizi sunt considerate un caz special al MIS( metal, dielectric, semiconductor).Bariera Schottky( MeP) trebuie identificată separat, deoarece este o structură diferită.Reamintește proprietățile p-n-tranziție. Se adaugă că structura dielectrică( nitrură de siliciu) și oxid( silivul tetravalent) sunt capabile să intre în tranzistor în același timp, așa cum sa întâmplat cu KP305.Astfel de soluții tehnice sunt folosite de persoanele care caută metode pentru a obține proprietățile unice ale produsului, pentru a reduce costurile. Aparatele FET

Printre abrevierile străine pentru tranzistoare cu efect de câmp, combinația FET este rezervată, câteodată denotă tipul de control cu ​​o joncțiune pn.În acest din urmă caz, împreună cu acest lucru ne întâlnim cu JFET.Cuvintele sunt sinonime.În străinătate, este obișnuit să separăm tranzistoarele cu efect de câmp de oxid( MOSFET, MOS, MOST - sinonime) și nitride( MNS, MNSFET).Prezența unei barieră Schottky este marcată cu SBGT.Aparent, valoarea materială, literatura internă semnificația faptului este tăcut.

Electrozii tranzistorilor cu efect de câmp în diagrame sunt notați: D( scurgere) - scurgere, S( sursă) - sursă, G( poarta) - poarta. Substratul se numește substrat.

Dispozitiv tranzistor cu efect de câmp

Electrodul de comandă al unui tranzistor cu efect de câmp este denumit poarta. Canalul este format dintr-un semiconductor de tip arbitrar de conductivitate. Polaritatea tensiunii de control este pozitivă sau negativă.Câmpul semnului corespunzător înlocuiește purtătorii liberi până când izumul sub electrodul porții devine gol. Realizat prin aplicarea unui câmp fie la joncțiunea pn sau la semiconductorul omogen. Curentul devine zero. Acesta este modul în care funcționează un tranzistor cu efect de câmp.

Curentul curge de la sursă la scurgere, începătorii tradiționali sunt chinuiți de chestiunea de a distinge cei doi electrozi indicați. Nu există nicio diferență în ce direcție se vor muta taxele. Efectul tranzistorului cu efect de câmp este reversibil. Unipolaritatea transportatorilor de sarcină explică nivelul scăzut al zgomotului. Prin urmare, în domeniul tehnologiei, tranzistorii ocupă o poziție dominantă.

O caracteristică cheie a dispozitivelor este o rezistență mare la intrare, în special curent alternativ. Faptul evident apare din controlul joncțiunii pn inversate invers( tranziția Schottky) sau al capacității condensatorului tehnologic din regiunea porții izolate. Substraturile

sunt adesea semiconductori nealiate proeminente. Pentru tranzistoare cu efect de câmp cu o poartă Schottky - arsenid de galiu.În forma sa pură, este un bun izolator la care produsul include următoarele cerințe:

1. Nu există fenomene negative la joncțiunea cu canalul, sursa, scurgere: fotosensibilitate, control parazitar asupra substratului, histerezis de parametri.
2. Stabilitatea termică în timpul ciclurilor tehnologice de fabricare a produsului: rezistență la recoacere, epitaxie. Lipsa difuziei de impurități în straturile active cauzate de această degradare.
3. Impurități minime. Cerința este strâns legată de cea anterioară.
4. Dale de cristal de înaltă calitate, defecte minime.

Este dificil să se creeze un strat de grosime considerabilă care să îndeplinească lista de condiții. Prin urmare, se adaugă a cincea cerință, care constă în posibilitatea creșterii treptate a substratului la dimensiunea dorită.Tranzistori

cu efect de câmp cu joncțiune pn control și MeP

În acest caz, tipul de conductivitate a materialului de poartă diferă de cel utilizat de canal.În practică, există îmbunătățiri diferite. Declanșatorul este compus din cinci zone, încastrate în canal. Tensiunea joasă poate controla fluxul de curent. Creștere medie a câștigului.

Pornirea inversă a joncțiunii pn este folosită în circuite, cu cât este mai puternic, cu atât este mai îngust canalul pentru fluxul curent. La o anumită valoare de tensiune, tranzistorul este blocat. Transmisia anticipată este periculoasă datorită faptului că un circuit controlat puternic poate afecta circuitul de poartă.Dacă joncțiunea este deschisă, va curge un curent mare sau va fi aplicată o tensiune înaltă.Modul normal este asigurat de selecția corectă a polarității și a altor caracteristici ale sursei de alimentare, alegerea punctului de funcționare al tranzistorului.

Cu toate acestea, în unele cazuri, curenții direcți de poartă sunt utilizați intenționat. Este demn de remarcat faptul că acele MOSFET-uri pot folosi acest mod, unde substratul formează o joncțiune p - n cu canalul.Încărcarea sursei este împărțită între poarta și scurgere. Puteți găsi zona în care se obține un câștig semnificativ de curent. Controlat de modul de declanșare. Cu o creștere a curentului iz( până la 100 μA), parametrii circuitului se deteriorează puternic.

O incluziune similară este folosită de așa-numitul circuit detector de frecvență a porții. Proiectarea exploatează proprietățile rectificative ale joncțiunii pn între poarta și canal. Deplasarea înainte este mică sau chiar zero. Dispozitivul este încă controlat de curentul de poartă.În circuitul de scurgere, se obține un câștig semnificativ de semnal. Tensiunea rectificată pentru poartă este blocată, variază în funcție de legea de intrare. Simultan cu detectarea, este atinsă amplificarea semnalului. Tensiunea circuitului de scurgere conține componente: componentă constantă

• .Nu este folosit. Semnal
• cu frecvența purtătoare. Se plantează pe pământ utilizând rezervoare de filtrare. Semnal
• cu frecvență de bandă de bază.Procesat pentru a extrage informațiile gajate.

Dezavantajul detectorului de frecvență a porții este considerat a fi un factor mare de distorsiune neliniar. Mai mult, rezultatele sunt la fel de rele pentru semnalele slabe( dependența patratică a caracteristicilor de lucru) și semnalele puternice( ieșire în modul de deconectare).Oarecum mai bine demonstrează detectorul de fază pe un tranzistor cu poartă dublă.Un semnal de referință este alimentat de un electrod de comandă, o componentă de informare este formată pe scurgere, amplificată de un tranzistor cu efect de câmp.

În ciuda distorsiunilor liniare mari, efectul este utilizat. De exemplu, la amplificatoarele selective de putere măsurate prin transmiterea unui spectru îngust de frecvență.Armonicile sunt filtrate, nu au un impact mare asupra calității finale a circuitului.

Tranzistoarele metalice-semiconductoare( MeP) de tip barieră Schottky sunt aproape identice cu cele cu o joncțiune pn. Cel puțin când vine vorba de principiile muncii. Dar, datorită calităților speciale ale tranziției din metal-semiconductor, produsele sunt capabile să funcționeze la o frecvență crescută( zeci de GHz, frecvențele limită în regiunea de 100 GHz).În același timp, structura MeP este mai simplă atunci când vine vorba de procesele de fabricație și tehnologice. Caracteristicile de frecvență sunt determinate de timpul de încărcare a porții și de mobilitatea purtătorului( pentru GaAs de peste 10.000 mp Cm / V s).

MOSFET

În structurile MOS, poarta este izolată în mod fiabil din canal, controlul se datorează în întregime efectului câmpului. Izolarea se face cu oxid de siliciu sau cu nitrura. Aceste acoperiri sunt mai ușor de aplicat pe suprafața cristalului. Este de remarcat că în acest caz există și tranziții metalice-semiconductoare în zona sursei și scurgere, ca în orice tranzistor polar. Acest fapt este uitat de mulți autori sau este menționat în trecerea prin utilizarea frazelor misterioase "contacte ohmice".

În subiectul despre dioda Schottky, această întrebare a fost ridicată.Nu întotdeauna la intersecția dintre metal și bariera semiconductoare.În unele cazuri, contact ohmic. Depinde, în cea mai mare parte, de caracteristicile procesării tehnologice și de dimensiunile geometrice. Caracteristicile tehnice ale dispozitivelor reale depind puternic de diferitele defecte ale stratului de oxid( nitrura).Iată câteva:

1. Imperfecțiunea laturii cristaline în regiunea suprafeței se datorează legăturilor rupte la limita schimbării materialelor. Influența este exercitată ca atomi liberi ai unui semiconductor, acolo și impurități cum ar fi oxigenul, care este în orice caz. De exemplu, când se utilizează metode de epitaxie. Ca urmare, apar nivelurile de energie care se află în adâncimea zonei interzise.
2. La granița oxidului și a semiconductorului( grosime de 3 nm) se formează o încărcătură excesivă, natura căreia nu a fost încă explicată.Probabil, rolul este jucat de spații goale pozitive( găuri) ale atomilor defecți ai semiconductorului însuși și de oxigen.
3. Derivația atomilor ionizați de sodiu, potasiu și alte metale alcaline are loc la tensiuni mici de pe electrod. Aceasta crește încărcarea acumulată la limita straturilor. Pentru a bloca acest efect în oxid de siliciu, se utilizează oxid de fosfor( anhidridă).

Încărcarea volumetrică pozitivă în oxid afectează tensiunea de prag la care canalul este deblocat. Parametrul determină viteza de comutare și determină curentul de scurgere( sub pragul).În plus, răspunsul este influențat de materialul porții, de grosimea stratului de oxid și de concentrația de impurități. Astfel, rezultatul revine din nou la tehnologie. Pentru a obține modul specificat, selectați materialele, dimensiunile geometrice, procesul de fabricație cu temperaturi scăzute. Tehnicile separate vor reduce de asemenea numărul defectelor, care afectează în mod pozitiv reducerea încărcăturii parazite.