Terepi hatású tranzisztor

A terepi hatású tranzisztor olyan elektromos félvezető eszköz, amelynek kimeneti áramát egy mező vezérli, tehát ugyanazon jel feszültsége. A formázó jelet a kapuhoz vezetik, szabályozza az n vagy p típusú csatorna vezetését. A bipoláris tranzisztorokkal ellentétben, ahol a jel váltakozó polaritással rendelkezik. A második jel az, hogy a jelenlegi kizárólag a fő fuvarozók( ugyanazon jel) alakulnak ki.

A terepi hatású tranzisztorok osztályozása

Kezdjük a besorolást. Számos terepi hatású tranzisztor fajtája van, mindegyik az algoritmus szerint működik:

1. Vezetési csatorna típusa: n vagy p. A tényező határozza meg a vezérlőfeszültség polaritását.
2. Szerkezet szerint. A pn-átmenet fuzionált, diffúzió, MDP( MOP), Schottky-gát, vékony film.
3. Az elektródák száma 3 vagy 4. Az utóbbi esetben az aljzatot külön tárgynak tekintjük, amely lehetővé teszi az áram áramlását a csatornán( a kapu mellett).
4. Vezetőanyag. A szilícium, a germánium, a gallium-arzenid a mai napig gyakori. A félvezető anyagot( K, D, A) vagy( a katonai ipar termékeiben)( 1, 2, 3) betűjelekkel jelöltük.
instagram viewer
5. Az alkalmazási osztály nem szerepel a jelölésben, amelyet referenciakönyvek jeleznek, amelyek tájékoztatást nyújtanak arról, hogy a terepi hatású tranzisztor gyakran szerepel az erősítők, rádióvevőkészülékek összetételében. A világgyakorlatban a következő 5 csoportra osztható: magas, alacsony frekvenciájú, egyenáramú erősítők, modulátorok, kulcsfontosságúak.
   

   félvezető tranzisztor

6. Az elektromos paraméterek tartománya határozza meg az értékek halmazát, amelyben a terepi hatású tranzisztor működőképes marad. Feszültség, áram, frekvencia.
7. A tervezési jellemzők megkülönböztetik az egységeket, alkatronokat, technetronokat, rácsellenállásokat. Minden eszköz kulcsfontosságú tulajdonságokkal rendelkezik. Az alkatron elektródák koncentrikus gyűrűkkel készülnek, ami megnöveli az áram áramlását.
8. Az egyik szubsztrát által körülvett szerkezeti elemek száma kettős, egymást kiegészítő.

Az általános besoroláson kívül egy speciális, meghatározó működési elvet találtak. Megkülönböztet:

1. Terepi hatású tranzisztorok pn-junction vezérléssel.
2. Schottky Field Effect tranzisztorok.
3. szigetelt térhatású tranzisztorok:

• Beépített csatornával.
• Indukált csatornával.

A szakirodalomban a struktúrákat a következőképpen rendezik: a MOP jelölés használata nem kivitelezhető, az oxidok szerkezete az MIS( fém, dielektromos, félvezető) speciális esetének tekinthető.A Schottky-gátat( MeP) külön kell azonosítani, mivel más szerkezetű.A p-n-átmenet tulajdonságait emlékezteti. Hozzátesszük, hogy strukturálisan a dielektromos( szilícium-nitrid) és az oxid( tetravalens szilícium) egyidejűleg képesek a tranzisztorba belépni, ahogyan azt a KP305 esetében is történt. Ilyen technikai megoldásokat használnak az emberek, akik olyan módszereket keresnek, amelyek a termék egyedi tulajdonságait szerezik be, csökkentik a költségeket.

A terepi hatású tranzisztorok idegen rövidítései között a FET kombináció fenntartva van, néha a vezérlés típusát jelöli a pn-csatlakozással. Ez utóbbi esetben ezzel együtt találkozunk a JFET-szel. A szavak szinonimák. Külföldön szokásos az oxid( MOSFET, MOS, MOST - szinonimák) és a nitrid( MNS, MNSFET) terepi tranzisztorok elkülönítése. A Schottky-gát jelenléte SBGT-vel van jelölve. Nyilvánvaló, hogy az anyagi érték, a hazai irodalom a tény jelentősége hallgat.

Az ábrákon a terepi hatású tranzisztorok elektródái: D( lefolyó) - lefolyó, S( forrás) - forrás, G( kapu) - kapu. A szubsztrátot szubsztrátumnak nevezik.

Terepi hatású tranzisztoros készülék

A terepi hatású tranzisztor vezérlőelektródája kapu. A csatornát egy tetszőleges vezetőképességű félvezető alkotja. A vezérlőfeszültség polaritása pozitív vagy negatív. A megfelelő jel mezője szabaddá teszi a szabad hordozókat, amíg a kapuelektród alatti csigák egyáltalán nem ürülnek ki. A mezőt a pn-junction vagy a homogén félvezető alkalmazásával érjük el. Az áram nulla lesz.Így működik a terepi hatású tranzisztor.

Az áram a forrásból a csatornába áramlik, a hagyományosan a két jelzett elektród megkülönböztetésének kérdése. Nincs különbség, hogy milyen irányban mozognak a díjak. A terepi hatású tranzisztor reverzibilis. A töltéshordozók unipolaritása magyarázza az alacsony zajszintet. Ezért a technológia területén a tranzisztorok erőfölényben vannak.

tranzisztor kialakítása Az eszközök kulcsfontosságú jellemzője a nagy bemeneti ellenállás, különösen a váltakozó áram. A nyilvánvaló tény a fordított torzítású pn-csomópont( a Schottky-átmenet) vezérlése, vagy a technológiai kondenzátor kapacitása a szigetelt kapu régiójában.

A szubsztrátok gyakran kiugró, nem ötvözött félvezetők. Schottky-kapu - gallium-arzenid - terepi hatású tranzisztorokhoz. A tiszta formában egy jó szigetelő, amelyhez a termék az alábbi követelményeket tartalmazza:

1. Nincs negatív jelenség a csatornával való összeköttetésben, forrás, lefolyás: fényérzékenység, parazita kontroll a szubsztrátum felett, paraméterek hiszterézise.
2. Hőstabilitás a termékgyártás technológiai ciklusai során: ellenállás a hegesztéssel, epitaxiával. A szennyeződések diffúziójának hiánya az aktív rétegekben, amit ez a lebomlás okozott.
3. Minimális szennyeződések. A követelmény szorosan kapcsolódik az előzőhöz.
4. Kiváló minőségű kristályrács, minimális hibák.

Nehezen lehet létrehozni egy olyan vastagságú réteget, amely megfelel a feltételek listájának. Ezért hozzáadódik az ötödik követelmény, amely a szubsztrát kívánt méretre történő fokozatos növekedésének lehetőségét jelenti.

Terepi hatású tranzisztorok vezérlő pn-csatlakozással és MeP

-vel Ebben az esetben a kapu anyag vezetőképessége különbözik a csatorna által használtaktól. A gyakorlatban különböző fejlesztések vannak. A redőny öt területből áll, amelyek a csatornában mélyednek. Az alacsonyabb feszültség szabályozhatja az áram áramlását. A nyereség átlagos növekedése.

A pn-csomópont hátrameneti torzítását használjuk az áramkörökben, annál erősebb, annál szűkebb az áramlási csatorna. Bizonyos feszültségértéknél a tranzisztor zárolva van. Az előretekintés veszélyes annak a ténynek köszönhetően, hogy egy erős szabályozott áramkör befolyásolhatja a kapuáramkört. Ha a csomópont nyitva van, nagy áram folyik, vagy magas feszültséget alkalmazunk. A normál üzemmódot a tápegység polaritásának és egyéb jellemzőinek megfelelő kiválasztása, a tranzisztor működési pontjának megválasztása biztosítja.

Egyes esetekben azonban a közvetlen kapuáramokat szándékosan használják.Érdemes megjegyezni, hogy ezek a MOSFET-ek használhatják ezt az üzemmódot, ahol a szubsztrát p-n csomópontot képez a csatornával. A forrás mozgó töltése a kapu és a csatorna között oszlik meg. Megtalálhatja azt a területet, ahol jelentős nyereséget kap. A zársebesség vezérli. A jelenlegi iz( 100 μA-ig) növekedésével az áramkör paraméterei élesen romlanak.

Hasonló beépítést használ az ún. A kialakítás kihasználja a kapu és a csatorna közötti pn-csatlakozás korrekciós tulajdonságait. Az előre-elmozdulás kicsi vagy akár nulla. A készüléket a kapuáram szabályozza. A lefolyókörben jelentős jelerősítés érhető el. A kapu korrigált feszültsége blokkolódik, a bemeneti törvénytől függően változik. A detektálással egyidejűleg a jelerősítés érhető el. A leeresztő áramkör feszültsége komponenseket tartalmaz:

• Állandó komponens. Nem használt.
• jel a vivőfrekvenciával. Szűrő tartályok használatával a földre kell ülni.
• Alapjel-frekvenciájú jel. Feldolgozásra került a zálogjog információk kivonására.

A kapu frekvencia detektor hátránya egy nagy, nem lineáris torzítási tényezőnek tekinthető.Ezen túlmenően az eredmények ugyanolyan rosszak a gyenge( négyzetes függősége a munkakörülménynek) és az erős( kilépési mód) jelekre. Egy kissé jobban mutatja be a kettős kapu tranzisztor fázisérzékelőjét. Egy vezérlőelektródhoz egy referenciajelet adagolunk, egy információs komponenst alakítunk ki a csatornán, amelyet egy terepi hatású tranzisztor erősít.

A nagy lineáris torzulások ellenére a hatást használják. Például szelektív teljesítményerősítőkben, amelyeket szűk frekvenciaspektrum továbbításával mérünk. A harmonikákat kiszűrjük, nincs nagy hatása az áramkör végső minőségére.

Az

Schottky barrier fém-félvezető( MeP) tranzisztorok szinte azonosak a pn-csomópontokkal. Legalább akkor, ha a munka elvei vannak. De a fém-félvezető átmenet különleges tulajdonságainak köszönhetően a termékek nagyobb frekvenciával működhetnek( több tíz GHz, a határfrekvencia a 100 GHz-es tartományban).Ugyanakkor a MeP szerkezet egyszerűbb a gyártási és technológiai folyamatok tekintetében. A frekvencia-jellemzőket a kapu töltési idő és a hordozói mobilitás határozza meg( a 10 000 négyzetméteres Cm / V-ot meghaladó GaA-k esetében).

MOSFET

A MOS struktúrákban a kapu megbízhatóan elkülönül a csatornától, a vezérlés teljes mértékben a mező hatásának köszönhető.A szigetelést szilícium-oxiddal vagy nitriddel végezzük. Ezek a bevonatok könnyebben alkalmazhatók a kristály felületén. Figyelemre méltó, hogy ebben az esetben a fém és a félvezető átmenetek is vannak a forrás és a csatorna területén, mint bármely poláris tranzisztorban. Ezt a tényt sok szerző elfelejti, vagy említi az „ohmikus kapcsolatok” titokzatos kifejezésének használatán.

A Schottky dióda témájában ez a kérdés felvetődött. Nem mindig a fém és a félvezető akadályok csomópontjánál. Bizonyos esetekben ohmikus kapcsolat. Leginkább a technológiai feldolgozás és a geometriai méretek jellemzőitől függ. A valós eszközök műszaki jellemzői erősen függenek az oxid( nitrid) réteg különböző hibáitól.Íme néhány:

1. A felszíni régió kristályrácsának tökéletlensége az anyagváltozás határán lévő törött kötéseknek köszönhető.A befolyást egy félvezető szabad atomjaként és szennyeződésekként, például oxigénként fejti ki, ami minden esetben. Például epitaxis módszerek alkalmazásakor. Ennek eredményeképpen a tiltott zóna mélységében megjelenő energiaszintek jelennek meg.
2. Az oxid és a félvezető( 3 nm vastag) határán felesleges töltés keletkezik, amelynek jellege még nem magyarázható.Feltehetően a félvezető és az oxigén hibás atomjainak pozitív üres terek( lyukak) játszanak szerepet.
3. A nátrium, kálium és más alkálifémek ionizált atomjainak sodródása az elektródon alacsony feszültségeken történik. Ez növeli a rétegek határán felhalmozódott töltést. Ennek a hatásnak a blokkolására szilícium-oxidban foszfor-oxidot( anhidridet) használnak.

A térfogati pozitív töltés az oxidban befolyásolja a küszöbfeszültséget, amelyen a csatorna kinyit. A paraméter határozza meg a kapcsolási sebességet, és meghatározza a szivárgási áramot( a küszöb alatt).Ezenkívül a választ a kapu anyag, az oxid réteg vastagsága és a szennyeződések koncentrációja befolyásolja.Így az eredmény ismét a technikához vezet. A megadott üzemmód eléréséhez válasszon anyagokat, geometriai méreteket, alacsony hőmérsékletű gyártási folyamatot. A külön technikák csökkentik a hibák számát is, amelyek kedvezően befolyásolják a parazita töltés csökkenését.