Полевой транзистор Полевой тран

Полевой транзистор




Полевой транзистор, канальный транзистор, полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. Протекание в П. т. рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы называются униполярными (в отличие от биполярных). По физической структуре и механизму работы П. т. условно делят на 2 группы. Первую образуют П. т. с управляющим р-n-переходом (см. Электронно-дырочный переход) или переходом металл - полупроводник (т. н. барьером Шотки, см. Шотки эффект), вторую - П. т. с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл - диэлектрик - полупроводник). В последних в качестве диэлектрика используют окисел кремния (МОП-транзистор) или слоистые структуры, например SiO2 - Al2O3 (МАОП-транзистор), SiO2 - Si3N4(МНОП-транзистор) и др. К П. т. с изолированным затвором относят также П. т. с т. н. плавающим затвором и П. т. с накоплением заряда в изолированном затворе (их применяют как элементы электронной памяти). В П. т. в качестве полупроводника используют в основном Si и GaAs, в качестве металлов, образующих переход, - Al, Mo, Au. П. т. созданы в 50-70-е гг. 20 в. на основе работ американских учёных У. Шокли, С. Мида, Д. Канга, М. Аталлы и др.


В П. т. 1-й группы (рис., а и б) управляющим электродом (затвором) служит полупроводниковый или металлический электрод, образующий с полупроводником канальной области р-n-переход или переход металл - полупроводник. На затвор подаётся напряжение, уменьшающее ток, который протекает от истока к стоку: при увеличении этого напряжения область пространственного заряда перехода (обеднённая носителями заряда) распространяется в канальную область и уменьшает проводящее сечение канала. При некотором значении напряжения затвора, т. н. напряжении отсечки Uoт, ток в приборе прекращается.

В П. т. с изолированным затвором (рис., б) управляющий металлический электрод отделен от канальной области тонким слоем диэлектрика (0,05-0,20 мкм). Канал может быть либо образован технологическим способом (встроенный канал), либо создан напряжением, подаваемым на затвор в рабочем режиме (индуцированный канал). В зависимости от этого прибор имеет передаточную характеристику соответственно вида I или II (см. рис., в).


П. т. широко применяют в электронной аппаратуре для усиления электрических сигналов по мощности и напряжению. П. т. - твердотельные аналоги электронных ламп, они характеризуются аналогичной системой параметров - крутизной характеристики (0,1-400 ма/в), напряжением отсечки (0,5-20 в), входным сопротивлением по постоянному току (1011-1016 ом) и т.д.

П. т. с управляющим р-n-переходом обладают наиболее низким среди полупроводниковых приборов уровнем шумов (являющихся в основном тепловыми шумами) в широком диапазоне частот - от инфранизких до СВЧ (коэффициент шума лучших П. т. < 0,1 дб на частоте 10 гц и ~ 2 дб на частоте 400 Мгц). Мощность рассеяния П. т. такого типа может достигать нескольких десятков вт. Их основной недостаток - относительно высокая проходная ёмкость, требующая нейтрализации её при большом усилении. В П. т. с переходом металл - полупроводник достигнуты наиболее высокие рабочие частоты (максимальная частота усиления по мощности лучших П. т. на арсениде галлия > 40 Ггц). П. т. с изолированным затвором обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току (до 1016 ом, что на 2-3 порядка выше, чем у др. П. т., и сравнимо с входным сопротивлением лучших электрометрических ламп). В области СВЧ усиление и уровень шумов у этих П. т. такие же, как и у биполярных транзисторов (предельная частота усиления по мощности около 10 Ггц, коэффициент шума на частоте 2 Ггц около 3,5 дб и динамический диапазон > 100 дб), однако они превосходят последние по параметрам избирательности и помехоустойчивости (благодаря строгой квадратичности передаточной характеристики). Относительная простота изготовления (по планарной технологии) и схемные особенности построения позволили использовать их в больших интегральных схемах (БИС) устройств вычислительной техники (например, созданы БИС, содержащие > 10 тыс. МДП-транзисторов в одном кристалле).

Результаты (узбекский) 1:

FET maydon ta'siri tranzistor kanal tranzistor, yarim o'tkazgich qurilma bo'lgan hozirgi joriy hosil kirish signali perpendikulyar elektr maydon natijasida o'zgaradi. faqat bir belgisi (elektronlar yoki teshiklari) zaryad tashuvchilar oqibatida hozirgi Operatsion P. T oqimi., shuning uchun bu qurilmalar (bipolyar farqli o'laroq) unipolar deyiladi. P. T jismoniy tuzilishi va mexanizmi ko'ra. Shartli 2 guruhga bo'linadi. birinchi shakli P. m nazorat p-n-o'tish (qarang elektron-teshik nuqtasi.) yoki bir biridan metall bilan -. yarimo'tkazgich (Vol N. Schottky qarang Schottky ta'siri..), ikkinchi - P. t xavfsiz holatga orqali ishlaydigan bilan. elektrod (eshik), m. n. Nigel tranzistor (metall - izolyatsiya - yarim o'tkazgich). Al2O3 (ILEA tranzistorlar), SiO2 - -. ikkinchi bir dielektrik oksidi kremniy (MOS tranzistorlar) yoki bir qatlamli tuzilishi, bunday SiO2 kabi ishlatiladi. Si3N4 (MNOS-tranzistorlar), va boshqalar P. m izolyatsiyalovchi darvoza ham P. o'z ichiga oladi m. r. n. eshik va P. T suzuvchi. ajratilgan darvozasiga haq to'planishi bilan (ular elektron xotira elementlari sifatida ishlatiladi). . Al, miloddan avvalgi, radiusi - P. m a semiconductor sifatida o'tishni tashkil metallar, kabi, asosan Si va Gash ishlatiladi. P. m. 50-70th yaratilgan. 20. Amerika olimlari Uilyam Shokli, S. Mead, J. Kang, M. Atallah boshq ishi asoslangan. P. T. Guruh 1 (Fig., va b) bir nazorat elektrod (eshik) bir yarim o'tkazgich yoki metall elektrod yarimo'tkazgichli - p-n-o'tish yoki o'tish metall yarimo'tkazgich kanal mintaqani shakllantirish. kanal viloyatida tarqalgan maydon zaryad viloyati (yaroqsiz zaryad tashuvchilar) kuchlanish o'tish ortishi va kanal Supero'tkazuvchilar qismini kamaytiradi: eshik kuchlanish drenaj uchun manbadan oqib oqimi kamaytiradi, qo'llaniladi. Eshik kuchlanish ba'zi qiymati, ya'ni. N. UOT tushirilmoqda kuchlanish, qurilmaning joriy. Tugatiladi P. m In. ingichka dielektrik qatlami (0.05-0.20 mikro) bilan kanal viloyati ajratilgan ajratilgan eshigi (shakl. b) metall nazorat elektrodi. kanal (kanal Biriktirilgan) yoki (kanal tomonidan ogohlantirgandan) operatsiya davomida darvoza qo'llaniladigan kuchlanish biron texnologik vositalar bilan tuzilishi mumkin. Ushbu qarab, qurilma o'z navbatida transfer xususiyati, turi, I yoki II (qarang. Fig. C) bor. R m. keng elektr signallari va quvvat kuchlanish mustahkam elektron uskunalar ishlatiladi. P. m -. Vakuum qulflash Qattiq-davlat o'xshash, ular ham xuddi shunday tizim parametrlarini ifodalanadi - Nishab (0.1-400 mA / V), kesilgan-off kuchlanish (0.5-20 yilda), shahar kirish empedansını (1011-1016 th ), va hokazo AP ya'ni nazorat p-n-o'tish kerak chastota keng doiradagi (asosan issiqlik shovqin bo'lgan) yarim o'tkazgich va to'plovchilar shovqin orasida eng past -. Subsonic dan mikroto'lqinli uchun (eng yaxshi shovqin ko'rsatkich P. t <0,1 dB 10 Hazrati. va taxminan 2 dB 400 MGts chastotada). Power tarqatish P. t. Bu turi sarma bir necha o'nlab qadar bo'lishi mumkin. Ularning asosiy kamchiligi - muloqot nisbatan yuqori hajmi, yuqori daromad da zararsizlantirish talab qiladi. P. m o'tish metall bilan -. Semiconductor eng yuqori operatsion chastota (. Maksimal chastota kuch kengaytirish PA eng yaxshi tonna galyum arsenit> 40 gigagertsli) erishish. P. m. Izolyatsiyalovchi darvoza yuqori kirish empedansını shahar bor (boshqa ancha yuqori kattaligi 2-3 farmoyishlari bo'lgan 1016 ohm. P. kirish impedans elektrometr eng yaxshi lampalar bilan solishtirganda. R, va). Mikroto'lqinli kuchaytirish sohasida, bu P. T shovqin darajasi. (Taxminan 2 gigagertsli 3,5 dB bir chastota va dinamik qator 100> ning JB taxminan 10 gigagerts, bir shovqin ko'rsatkich chastotasi kuch daromad cheklash) bipolyar tranzistorlar bilan bir xil bo'ladi, Biroq, ular (tufayli qattiq kvadrat klubi xususiyati) seçicilik va daxlsizlik parametrlarini davom ustundir. ishlab chiqarish (planar texnologiyasi) va elektron dizayn xususiyatlari nisbiy qulaylik (> 10 th o'z ichiga olgan, masalan, LSI tashkil etilgan. MOS tranzistorlar bir yonga ham) keng ko'lamli Integral mikrosxemalar (LSI) qurilmalar, hisoblash, ularni ishlatish imkonini beradi.