Lineer direnç karakteristiğine sahip alan etkili transistörler. FET'ler

Güç inverterleri ve diğerleri elektronik aletler, bugün nadiren güçlü MOSFET'ler (alan) kullanmadan yapın veya. Bu, tipteki her iki yüksek frekans dönüştürücü için de geçerlidir. kaynak invertörleri ve şemaları internette dolu olan çeşitli ev yapımı projeler.

Halihazırda üretilen güç yarı iletkenlerinin parametreleri, 1000 volta kadar olan voltajlarda onlarca ve yüzlerce amperlik akımları değiştirmeyi mümkün kılar. Modern elektronik pazarında bu bileşenlerin seçimi oldukça geniştir ve gerekli parametrelere sahip bir alan etkili transistör seçmek bugün hiçbir şekilde sorun değildir, çünkü kendine saygı duyan her üretici eşlik eder. belirli model hem üreticinin resmi web sitesinde hem de resmi satıcılardan her zaman bulunabilen teknik belgelere sahip alan etkili transistör.

Bu güç bileşenlerini kullanarak bir cihaz tasarlamaya başlamadan önce, özellikle belirli bir alan etkili transistör seçerken, her zaman tam olarak neyle uğraştığınızı bilmeniz gerekir. Bunun için veri sayfalarına başvururlar Veri sayfası, üreticinin resmi bir belgesidir. elektronik parçalar, bir açıklama, parametreler, ürün özellikleri, tipik diyagramlar vb. sağlar.

Üreticinin veri sayfasında hangi parametreleri belirttiğini, ne anlama geldiklerini ve ne için olduklarını görelim. Örnek olarak IRFP460LC alan etkili transistör için veri sayfasını düşünün. Bu, HEXFET teknolojisi kullanılarak yapılmış oldukça popüler bir güç transistörüdür.

HEXFET, binlerce paralel bağlı altıgen şekilli MOS transistör hücresi tek bir kristalde düzenlendiğinde böyle bir kristal yapı anlamına gelir. Bu karar, açık Rds(açık) kanalının direncini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı ve yüksek akımları değiştirmeyi mümkün kıldı. Bununla birlikte, International Rectifier'dan (IR) IRFP460LC'deki veri sayfasında doğrudan belirtilen parametrelere genel bir bakışa geçelim.

Santimetre.

Belgenin en başında, transistörün şematik bir gösterimi verilir, elektrotlarının tanımları verilir: G-geçidi (geçit), D-drenaj (drenaj), S-kaynak (kaynak) ve ayrıca ana parametreler ve ayırt edici nitelikler listelenmiştir. Bu durumda, bu N kanallı alan etkili transistörün aşağıdakiler için tasarlandığını görüyoruz: maksimum voltaj 500 V, açık kanal direnci 0,27 ohm ve akım limiti 20 A'dır. Azaltılmış kapı şarjı, bu bileşenin anahtarlama kontrolü için düşük enerji tüketimi ile yüksek frekanslı devrelerde kullanılmasına izin verir. Aşağıda, çeşitli modlarda çeşitli parametrelerin izin verilen maksimum değerlerinin bir tablosu (Şekil 1) bulunmaktadır.

Kimlik @ Tc = 25°C; Sürekli Tahliye Akımı Vgs @ 10V - 25 ° C'lik bir FET kasa sıcaklığında maksimum sürekli, sürekli tahliye akımı 20 A'dır. 10 V kapı kaynağı voltajında.

Kimlik @ Tc = 100°C; Sürekli Tahliye Akımı Vgs @ 10V - 100 ° C FET vücut sıcaklığında maksimum sürekli, sürekli tahliye akımı 12 A'dır. 10 V kapı kaynağı voltajında.

İdm @ Tc = 25°C; Darbeli Boşaltma Akımı - 25 ° C'lik bir FET kasa sıcaklığında maksimum darbeli, kısa süreli boşaltma akımı 80 A'dır. Kabul edilebilir bir bağlantı sıcaklığına tabidir. Şekil 11 (Şekil 11), ilgili ilişkilere ilişkin bir açıklama sağlar.

Pd @ Tc = 25°C Güç Tüketimi - 25°C kasa sıcaklığında transistör kasası tarafından dağıtılan maksimum güç 280 W'tır.

Doğrusal Değer Azaltma Faktörü - Kasa sıcaklığındaki her 1°C'lik artış için güç dağılımı 2,2 W daha artar.

Vgs Kapıdan Kaynağa Voltaj - kapıdan kaynağa maksimum voltaj +30V'tan yüksek veya -30V'dan düşük olmamalıdır.

Eas Tek Darbeli Çığ Enerjisi - tahliyedeki tek darbenin maksimum enerjisi 960 mJ'dir. Şekil 12'de bir açıklama verilmiştir (Şekil 12).

Iar Çığ Akımı - Kesilen maksimum akım 20A'dır.

Kulak Tekrarlayan Çığ Enerjisi - kanaldaki tekrarlayan atımların maksimum enerjisi 28 mJ'yi geçmemelidir (her atım için).

dv/dt Tepe Diyot Kurtarma dv/dt - Maksimum boşaltma dönüş hızı 3,5 V/ns'dir.

Tj, Tstg Çalışma Bağlantısı ve Depolama Sıcaklık Aralığı - -55°C ile +150°C arası güvenli sıcaklık aralığı.

Lehimleme Sıcaklığı, 10 saniye için - lehimleme için izin verilen maksimum sıcaklık 300°C'dir ve gövdeden en az 1,6 mm uzaklıkta olmalıdır.

Montaj torku, 6-32 veya M3 vida - kasayı monte ederken maksimum moment 1,1 Nm'yi geçmemelidir.

Rjc Bağlantıdan Kasaya 0,45 °C/W.

Rcs Kasadan Lavaboya, Düz, Yağlı Yüzey (radyatör kasası) 0,24 °C/W.

Rja Junction-to-Ambient (kristal ortam), soğutucuya ve dış koşullara bağlıdır.

Aşağıdaki tablo, 25°C'lik bir çip sıcaklığında FET için gerekli tüm elektriksel özellikleri içerir (bkz. Şekil 3).

V(br)dss Tahliyeden Kaynağa Arıza Gerilimi - arızanın meydana geldiği tahliyeden kaynağa gerilim 500 V'tur.

ΔV(br)dss/ΔTj Arıza Gerilimi Sıcaklık Katsayısı - sıcaklık katsayısı, arıza gerilimi, bu durumda 0,59 V/°C.

Rds(on) Statik Kaynağa Boşaltma Direnci - bu durumda 25°C'de açık bir kanalın boşaltmadan kaynağa direnci 0,27 Ohm'dur. Sıcaklığa bağlıdır, ancak bundan sonra daha fazlası.

Vgs(th) Kapı Eşik Voltajı - transistör açma eşik voltajı. Geçit kaynağı voltajı daha düşükse (bu durumda 2 - 4 V), transistör kapalı kalacaktır.

gfs İleri Geçiş İletkenliği - Transfer karakteristiğinin eğimi, boşaltma akımındaki değişimin kapı voltajındaki değişime oranına eşittir. Bu durumda, 50 V'lik bir boşaltma kaynağı voltajında ​​ve 20 A'lik bir boşaltma akımında ölçülmüştür. Amp/Volt veya Siemens cinsinden ölçülmüştür.

Idss Tahliyeden Kaynağa Kaçak Akım - tahliye kaçak akımı, tahliye kaynağı voltajına ve sıcaklığına bağlıdır. Mikroamper cinsinden ölçülür.

Igss Kapıdan Kaynağa İleri Kaçak ve Kapıdan Kaynağa Ters Kaçak - geçit kaçak akımı. Nanoamper cinsinden ölçülür.

Qg Toplam Kapı Ücreti - transistörü açmak için kapıya verilmesi gereken ücret.

Qgs Kapıdan Kaynağa Ücreti - kapı kaynağı kapasitansının yükü.

Qgd Gate-to-Drain ("Miller") Ücreti - ilgili geçitten-drenaj yükü (Miller kapasitansı)

Bu durumda, bu parametreler 400 V'lik bir boşaltma kaynağı voltajında ​​ve 20 A'lik bir boşaltma akımında ölçülür. Şekil 6, geçit kaynağı voltajı ile Qg Toplam Kapı Yükü arasındaki ilişkiyi açıklar ve Şekil 13 a ve b, diyagram ve bu ölçümlerin grafiği verilmiştir.

td(on) Açma Gecikme Süresi - transistör açma süresi.

tr Yükselme Süresi - açma darbesinin yükselme süresi (yükselen kenar).

td(off) Turn-Off Gecikme Süresi - transistör kapatma süresi.

tf Düşme Süresi - darbe azalma süresi (transistör kapanması, arka kenar).

Bu durumda, ölçümler 250 V besleme gerilimi, 20 A boşaltma akımı, kapı devresindeki direnç 4,3 ohm ve boşaltma devresindeki direnç 20 ohm ile gerçekleştirilmiştir. Şema ve grafikler Şekil 10 a ve b'de gösterilmektedir.

Ld Dahili Tahliye Endüktansı - tahliye endüktansı.

Ls Dahili Kaynak Endüktansı - kaynak endüktansı.

Bu parametreler, transistör kasasının tasarımına bağlıdır. Anahtarın zamanlama parametreleriyle doğrudan ilişkili olduklarından, bir sürücü tasarlarken önemlidirler, bu özellikle yüksek frekanslı devreler geliştirirken geçerlidir.

Crss Ters Transfer Kapasitansı - kapı boşaltma kapasitansı (Miller kapasitansı).

Bu ölçümler, 25 V'luk bir drenaj kaynağı voltajıyla 1 MHz frekansta gerçekleştirildi. Şekil 5, bu parametrelerin drenaj kaynağı voltajına bağımlılığını göstermektedir.

Aşağıdaki tablo (bkz. Şekil 4), geleneksel olarak kaynak ve boşaltma arasına yerleştirilmiş FET'in tümleşik dahili diyotunun özelliklerini açıklamaktadır.

Is Sürekli Kaynak Akımı (Body Diode) - diyotun maksimum sürekli sürekli akımı.

Ism Darbeli Kaynak Akımı (Gövde Diyotu) - diyot boyunca izin verilen maksimum darbeli akım.

Vsd Diyot İleri Gerilimi, kapı 0V olduğunda 25°C ve 20A boşaltma akımında diyot boyunca ileri gerilim düşüşüdür.

trr Reverse Recovery Time - diyot ters kurtarma süresi.

Qrr Ters Kurtarma Şarjı - diyot kurtarma şarjı.

ton İleri Açılma Süresi - Diyotun açılma süresi esas olarak boşaltma ve kaynak endüktanslarından kaynaklanır.

Boşaltma akımı limitleri, 20 µs'lik bir darbe süresinde boşaltma kaynağı voltajının ve geçit kaynağı voltajının bir fonksiyonu olarak verilmiştir. İlk çizim 25°C, ikincisi 150°C içindir. Kanal açıklığının kontrol edilebilirliği üzerinde sıcaklığın etkisi açıktır.

Şekil 6, bu FET'in aktarım özelliğinin grafiksel bir temsilidir. Açıkçası, geçit kaynağı voltajı 10 V'a ne kadar yakınsa, transistör o kadar iyi açılır. Sıcaklığın etkisi de burada oldukça net bir şekilde görülmektedir.

Şekil 7, 20 A'lik bir boşaltma akımında açık kanal direncinin sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir. Açıkçası, artan sıcaklıkla birlikte kanal direnci de artar.

Şekil 9, drenaj akımı ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak dahili diyot boyunca ileri voltaj düşüşünü gösterir. Şekil 8 alanı göstermektedir güvenli iş transistörün açık kalma süresinin süresine, boşaltma akımının büyüklüğüne ve boşaltma-kaynak voltajına bağlıdır.

Şekil 11, kasa sıcaklığına karşı maksimum tahliye akımını gösterir.

Şekil a ve b, ölçüm devresini ve kapı voltajını artırma sürecinde ve kapı kapasitansını sıfıra boşaltma sürecinde transistörün açılma zamanlamasını gösteren bir grafiği göstermektedir.

Şekil 14, izin verilen maksimum darbe enerjisinin kesilen akımın ve sıcaklığın büyüklüğüne bağımlılığını göstermektedir.

Şekil a ve b, geçit yükü ölçümlerinin bir grafiğini ve diyagramını göstermektedir.

Şekil 16, bir transistörün dahili diyotundaki tipik geçişlerin bir ölçüm kurulumunu ve çizimini gösterir.

Son şekil, IRFP460LC transistörünün durumunu, boyutlarını, pimler arasındaki mesafeyi, numaralandırmalarını gösterir: 1-gate, 2-dren, 3-source.

Bu nedenle, veri sayfasını okuduktan sonra, her geliştirici, tasarlanan veya tamir edilen bir güç dönüştürücü veya başka herhangi bir güç darbe dönüştürücüsü için uygun bir güç veya alan etkisi veya IGBT transistörü seçebilecektir.

Alan etkili transistörün parametrelerini bilerek, çok fazla kuruluma gerek kalmadan doğru bir şekilde bir sürücü geliştirebilir, denetleyiciyi yapılandırabilir, termal hesaplamalar yapabilir ve uygun bir soğutucu seçebilirsiniz.

FET Direnci bir elektrik alanının etkisi altında değişebilen yarı iletken bir yükseltici cihaz denir. Dirençteki değişiklik, yarı iletken katmanın elektriksel özdirenci değiştirilerek veya içinden elektrik akımının geçtiği yarı iletken hacmi değiştirilerek elde edilir.

Alan etkili transistörler, ses seviyesini değiştirmek gibi çeşitli efektler kullanır. R-P- üzerine etki eden engelleme voltajı değiştiğinde geçiş; Bir yarı iletkenin yüzeye yakın katmanında tükenme, yük taşıyıcılarla zenginleşme veya iletim tipinin tersine çevrilmesinin etkileri. FET'ler bazen şu şekilde adlandırılır: tek kutuplu, çünkü içlerinden geçen akım, yalnızca bir işaretin taşıyıcılarından kaynaklanmaktadır. Alan etkili transistörler aynı zamanda kanal transistörler, çünkü transistörün çalışmasını kontrol eden elektrik alanı yarı iletkene nispeten sığ bir şekilde nüfuz eder ve tüm işlemler adı verilen ince bir tabakada gerçekleşir. kanal.

Alan etkili transistörün kontrol devresi pratik olarak akım ve güç tüketmez. Bu, çok yüksek iç dirence ve düşük güce sahip kaynaklardan gelen sinyallerin yükseltilmesini mümkün kılar. Ayrıca bu, yüzbinlerce transistörü tek bir mikro devre çipine yerleştirmeyi mümkün kılar.

Kontrol pn bağlantılı alan etkili transistörler

Alan etkili transistör yarı iletken bir plaka şeklinde yapılabilir (ile P- veya R-iletkenlik), bir metal tabakasının kaynaştığı yüzeylerden birinde, denir deklanşör, bir daire oluşturan r-p-geçiş (Şekil 5.1). Levhanın sırasıyla alt ve üst uçlarına uçlar takılır. kaynak Ve boşaltmak. Kapıya bir engelleme voltajı uygulanırsa (pozitif P-deklanşör ve negatif açık R-deklanşör), ardından kanaldaki değerine bağlı olarak ( r-p-geçiş), pratik olarak bir yalıtkan olan, yük taşıyıcılarında tükenmiş bir katman ortaya çıkar.

Kapı voltajını sıfırdan yeterince büyük bir voltaja değiştirerek, kesme gerilimi (kapama voltajı, veya eşik gerilimi, bkz. 5.6), tarafından işgal edilen yarı iletkenin hacmini genişletmek mümkündür. r-p-geçiş tüm kanalı kaplayacak ve yük taşıyıcıların kaynak ile dren arasındaki hareketi imkansız hale gelecektir. Transistör tamamen kapanacaktır (Şekil 5.2).

Akım kontrollü çift kutuplu transistörlerin aksine, FET'ler voltaj kontrollüdür ve bu voltaj kontrole uygulandığından r-p- ters (engelleme) polaritede bir geçiş, ardından kontrol devresindeki akım pratik olarak akmaz (5 V'luk bir voltajda, kontrol akımı 10-10 A'yı geçmez).

Yalıtılmış kapı alan etkili transistörler

indüklenmiş kanallı alan etkili transistörler

Şek. 5.3, adı verilen yalıtılmış bir kapı alan etkili transistörü gösterir. MIS transistörü. Bu isim tasarımından kaynaklanmaktadır: kapı metalden (M) yapılmıştır ve transistörün yapıldığı yarı iletkenden (P) ince bir dielektrik (D) tabakası ile ayrılmıştır. Transistör silikondan yapılmışsa, dielektrik olarak ince bir silikon oksit filmi kullanılır. Bu durumda, adı olarak değiştirilir MOSFET(metal oksit yarı iletken).

Şek. 5.3 solda, transistör bir plaka bazında yapılmıştır ( substratlar, veya zemin) ile silikondan R-iletkenlik. Levhanın yüzeyinde iki bölge P-iletkenlik (kaynak ve drenaj), bir alanla ayrılmış P- baskın olan kanal R-iletkenlik. Sonuç olarak, transistöre voltaj uygulandığında, kaynak ve drenaj arasında akım akmayacaktır, çünkü drenaj-taban ve kaynak-taban bağlantıları arka arkaya iki tane oluşturur. r-p- geçiş, biri uygulanan voltajın herhangi bir polaritesinde kapanacaktır.

Ancak yüzey tabakası R-yarı iletken yeterince güçlü davranır Elektrik alanı, kapı ve taban arasına pozitif kutuplu bir voltaj uygulayarak, kaynak ve tahliye arasında bir akım akmaya başlayacaktır. Bu, kapının altında bulunan yarı iletkenin yüzey katmanından, deliklerin elektrik alanı tarafından kenara itilmesi ve elektronların toplanarak bir kanal oluşturmasıyla açıklanır (ile P- iletkenlik şek. 5.3 noktalı çizgi ile), bunun sonucu olarak r-p- kaynaktan kanala ve kanaldan kaynağa bağlantıların varlığı sona erecektir. İletkenlik P- Kanal ne kadar büyük olursa, kapı ile taban arasında uygulanan voltaj o kadar büyük olur.

Ele alınan tasarımın transistörü denir İndüklenmiş kanallı MIS transistörü.

Taban genellikle kaynağa bağlanır, ancak bazen buna ayrı ayrı voltaj uygulanır ve ardından taban ek bir kapı görevi görür.

taban yapılırsa P-silikon, kaynak ve drenaj, yoğun katkılı bölgelerden oluşur. R- iletkenlikler ve yalıtkan olarak silikon oksit kullanılır, ortaya çıkıyor İndüklenmiş p-kanalı MOSFET(iletkenlik ile R) (Şek. 5.3 sağda).

dahili kanallı alan etkili transistörler

MOSFET'ler gömülü bir kanal ile yapılabilir. Örneğin, Şek. Soldaki 5.4, böyle bir transistörün cihazının bir diyagramıdır. P-kanal. taban yapılır R-silikon ve kaynak ve tahliye var P-iletkenlik ve difüzyon yöntemiyle elde edilir. Kaynak ve tahliye, nispeten ince bir kanalla çok az bağlantı ile bağlanır. R- iletkenlik.

taban yapılırsa P-silikon ve kaynak ve tahliye - itibaren R-silikon, daha sonra transistörün yerleşik bir p-kanalı vardır (sağdaki Şekil 5.4) .

iş P-kanal MOSFET aşağıdaki gibi açıklanabilir. Kapıya negatif (baza göre) bir voltaj uygulanırsa, iletim elektronları P- kanal tabana ve kanalın tamamen tükenmesine ve bloke edilmesine kadar kanalın iletkenliği azalır .

Kapıya pozitif voltaj uygulandığında P-kanal elektronlarla zenginleşir ve iletkenliği artar (Şekil 5.6).

Alan etkili transistörlerin sınıflandırılması ve özellikleri

Alan etkili transistörler tükenmiş ve zenginleştirilmiş tiptedir. İlki, tüm transistörleri içerir r-p-geçiş ve P-kanal MOSFET'ler tükenmiş tip. Zenginleştirilmiş MOSFET'ler şu şekilde mevcuttur: P- kanal ve R-kanal (Şek. 5.5).

Zenginleştirilmiş ve tükenmiş tip transistörler, yalnızca sözde değerinde farklılık gösterir. eşik gerilimi, özelliğin doğrusal bölümünün ekstrapolasyonuyla elde edilmiştir (Şekil 5.6.).

çıktı özellikleri alan etkili transistör, çeşitli geçit kaynağı voltajları için drenaj akımının drenaj kaynağı voltajına bağımlılıkları olarak adlandırılır.

FET, çıkış iletkenliği açısından çok iyi bir cihazdır - sabit bir geçit kaynağı voltajında, drenaj akımı neredeyse voltajdan bağımsızdır (düşük drenaj kaynağı voltajları bölgesi hariç). Şek. 5.7 tipik bağımlılıkları gösterir Ben-den sen bir değer aralığı için si sen zi.

FET'ler yarı iletken cihazlar. Özellikleri, çıkış akımının bir elektrik alanı ve tek kutuplu bir voltaj tarafından kontrol edilmesidir. Kontrol sinyali kapıya uygulanır ve transistör bağlantısının iletkenliğini düzenler. Bu konuda farklılar çift ​​kutuplu transistörler, sinyalin farklı polarite ile mümkün olduğu. Bir alan etkili transistörün diğer bir ayırt edici özelliği, oluşumudur. elektrik akımı aynı polaritenin ana taşıyıcıları.

Çeşitler

Çok var farklı şekiller kendi karakteristikleri ile çalışan alan etkili transistörler.

• iletim tipi. Kontrol voltajının polaritesi buna bağlıdır.
• Yapı: difüzyon, alaşım, MIS, Schottky bariyeri.
• Elektrot sayısı: 3 veya 4 elektrotlu transistörler vardır. 4 elektrotlu versiyonda alt tabaka ayrı bir parçadır, bu da bağlantı noktasından akım geçişini kontrol etmeyi mümkün kılar.
• Üretim malzemesi: Germanyum bazlı cihazlar, silikon en popüler hale geldi. Transistörün işaretlenmesinde harf, yarı iletkenin malzemesi anlamına gelir. Askeri teçhizat için üretilen transistörlerde malzeme numaralarla işaretlenmiştir.
• Uygulama türü: referans kitaplarında belirtilmiştir, etikette belirtilmemiştir. Uygulamada, beş saha çalışanı grubu bilinmektedir: düşük ve yüksek frekanslı yükselteçlerde, elektronik anahtarlar, modülatörler, DC yükselticiler.
• Çalıştırma Parametresi Aralığı: Saha çalışanlarının içinde çalışabileceği bir dizi veri.
• Cihazın özellikleri: üniteronlar, gridistörler, alkatronlar. Tüm cihazların kendine özgü verileri vardır.
• Yapısal elemanların sayısı: tamamlayıcı, ikiz, vb.

"Saha çalışanları" ana sınıflandırmasına ek olarak, çalışma prensibine sahip özel bir sınıflandırma vardır:

• FET'ler ile p-n geçişi Bu yönetir.
• Schottky bariyerli alan etkili transistörler.
• Yalıtımlı panjurlu "saha çalışanları", bölünmüştür:
  - endüksiyon geçişli;
  - yerleşik geçiş ile.

Bilimsel literatürde yardımcı bir sınıflandırma önerilmiştir. Schottky bariyerine dayalı yarı iletkenin ayrı bir yapı olduğu için ayrı bir sınıfa tahsis edilmesi gerektiğini söylüyor. Aynı transistör, KP 305 transistöründe olduğu gibi aynı anda oksit ve dielektrik içerebilir.Bu tür yöntemler, bir yarı iletkenin yeni özelliklerini oluşturmak veya maliyetlerini düşürmek için kullanılır.

Diyagramlarda, saha çalışanlarının terminal tanımları vardır: G - kapı, D - tahliye, S - kaynak. Bir transistörün substratına "substrat" ​​denir.

Tasarım özellikleri

Elektronikte alan etkili bir transistörün kontrol elektroduna kapı denir. Geçişi, herhangi bir iletkenliğe sahip bir yarı iletkenden gerçekleştirilir. Kontrol voltajının polaritesi herhangi bir işaret ile olabilir. Belirli bir polariteye sahip bir elektrik alanı, bağlantı noktasında serbest elektronlar bitene kadar serbest elektronlar salar. Bu, yarı iletkene bir elektrik alanı uygulanarak elde edilir, bundan sonra akım değeri sıfıra yaklaşır. Bu, alan etkili transistörün eylemidir.

Elektrik akımı kaynaktan gidere akar. Transistörün bu iki terminali arasındaki farkları inceleyelim. Elektronların yönü önemli değil. Alan etkili transistörler tersinirlik özelliğine sahiptir. Radyo mühendisliğinde, alan etkili transistörler, yük taşıyıcıların tek kutuplu olması nedeniyle gürültü oluşturmadıkları için popülerliklerini bulmuşlardır.

Alan etkili transistörlerin ana özelliği, önemli bir giriş direncidir. Bu, özellikle alternatif akım. Bu durum, belirli bir sapma ile ters Schottky geçişi ile kontrol veya geçidin yakınındaki kapasitörün kapasitansı nedeniyle elde edilir.

Substrat malzemesi katkısız bir yarı iletkendir. Schottky geçişli "saha çalışanları" için, bir alt tabaka yerine, saf haliyle iyi bir yalıtkan olan galyum arsenit serilir.

Uygulamada, gerekli koşulları sağlayan karmaşık bir bileşime sahip bir yapısal katman oluşturmak zordur. Bu nedenle, ek bir gereklilik, alt tabakayı istenen boyuta yavaşça oluşturma yeteneğidir.

p- ile alan etkili transistörlerNgeçiş

Böyle bir tasarımda kapı iletim tipi bağlantı noktasından farklıdır. Uygulamada çeşitli iyileştirmeler uygulanmaktadır. Panjur birkaç alandan yapılabilir. Sonuç olarak, en küçük voltaj, kazancı artıran akımın geçişini kontrol edebilir.

İÇİNDE farklı şemalar ofset ile ters geçiş türü uygulanır. Ofset ne kadar büyük olursa, akımın geçişi için geçişin genişliği o kadar küçük olur. Belirli bir voltaj değerinde transistör kapanır. Yüksek güçlü sürücü devresi geçidi etkileyebileceğinden, ileri polarmanın kullanılması önerilmez. Açık bir geçiş sırasında, önemli bir akım veya artan voltaj geçer. Normal mod çalışması tarafından oluşturulur doğru seçim güç kaynağının kutupları ve diğer özellikleri ile transistörün çalışma noktasının seçimi.

Çoğu durumda doğrudan kapı akımları özel olarak kullanılır. Bu mod, alt tabakanın bir bağlantı noktası oluşturduğu transistörler tarafından da kullanılabilir. p-n yazın. Kaynaktan gelen yük, bir tahliye ve bir kapıya bölünmüştür. Büyük bir akım amplifikasyon faktörüne sahip bir alan var. Bu mod deklanşör kontrollüdür. Ancak akım arttıkça bu parametreler keskin bir şekilde düşer.

Frekans kapısı dedektör devresinde de benzer bir bağlantı kullanılmaktadır. Kanal ve kapı geçiş düzeltme özelliklerini uygular. Bu durumda, ileri sapma sıfırdır. Transistör ayrıca geçit akımı tarafından sürülür. Drenaj devresinde büyük bir sinyal amplifikasyonu üretilir. Kapı için voltaj, giriş yasasına göre değişir ve kapı için blokajdır.

Drenaj devresindeki voltaj aşağıdaki elemanlara sahiptir:

• Devamlı. Uygulanamaz.
• Taşıyıcı sinyali. Filtreler kullanılarak toprağa boşaltılır.
• Modülasyonlu frekans sinyali. Ondan bilgi almak için işlenir .

Deklanşör dedektörünün bir dezavantajı olarak, önemli bir distorsiyon faktörünün seçilmesi tavsiye edilir. Onun için sonuçlar, güçlüler için olumsuz ve zayıf sinyaller. Biraz daha iyi bir sonuç, iki kapılı bir transistör üzerinde yapılmış bir faz detektörünü gösterir. Referans sinyali, kontrol elektrotlarından birine uygulanır ve saha çalışanı tarafından güçlendirilen bilgi sinyali, kanalda görünür.

Önemli bozulmaya rağmen, bu etkinin amacı vardır. Belirli bir frekans spektrumunun belirli bir dozunu geçiren seçici amplifikatörlerde. Harmonik salınımlar filtrelenir ve devrenin kalitesini etkilemez.

Schottky bağlantılı metal yarı iletken anlamına gelen MeP transistörleri, pratikte p-n bağlantılı transistörlerden farklı değildir. MeN bağlantısının kendine has özellikleri olduğu için bu transistörler üzerinde çalışabilir. artan frekans. Ayrıca MeP yapısının üretimi kolaydır. Frekans özellikleri, kapı elemanının şarj süresine bağlıdır.

MIS transistörleri

Yarı iletken elemanların tabanı sürekli genişlemektedir. Her yeni gelişme değişir elektronik sistemler. Yeni enstrümanlar ve cihazlar temel alınarak ortaya çıkıyor. MOS transistörü, bir elektrik alanı kullanarak yarı iletken katmanın iletkenliğini değiştirerek çalışır. Bundan isim - alan geldi.

MIS tanımı, metal-yalıtkan-yarı iletken anlamına gelir. Bu, cihazın bileşiminin bir açıklamasını verir. Geçit kaynaktan izole edilir ve ince bir dielektrik ile boşaltılır. MIS transistörü modern görünüm içinden yalnızca bir elektromanyetik alanın akabileceği 0,6 µm'lik bir kapı boyutuna sahiptir. Yarı iletkenin durumunu etkiler.

Kapıda istenen potansiyel oluştuğunda, drenaj-kaynak bölümünün direncini etkileyen bir elektromanyetik alan ortaya çıkar.

Cihazın bu kullanımının avantajları şunlardır:

• Cihazın artan giriş direnci. Bu özellik, düşük akım devrelerinde kullanımla ilgilidir.
• Drenaj kaynağı bölümünün küçük kapasitansı, MIS transistörünün yüksek frekanslı cihazlarda kullanılmasını mümkün kılar. Sinyal iletimi sırasında herhangi bir bozulma gözlenmez.
• Yeni yarı iletken üretim teknolojilerindeki gelişmeler, iki kutuplu ve saha cihazlarının pozitif özelliklerini içeren IGBT transistörlerin geliştirilmesine yol açmıştır. Bunlara dayalı güç modülleri, yumuşak yol vericilerde ve frekans dönüştürücülerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu tür elemanları geliştirirken, MIS transistörlerinin yüksek derecede hassas olduğu dikkate alınmalıdır. artan voltaj ve statik elektrik. Kontrol pimlerine dokunursanız transistör yanabilir. Bu nedenle, bunları kurarken özel topraklama kullanmak gerekir.

Bu alan etkili transistörler birçok benzersiz özelliğe sahiptir (örneğin, bir elektrik alanının kontrolü), bu nedenle elektronik ekipmanlarda popülerdirler. Transistör üretim teknolojisinin sürekli güncellendiğini de belirtmek gerekir.

ALAN TRANSİSTÖRLERİ

Bir alan etkili transistör, kanal boyunca akan akımın bir voltaj uygulandığında oluşan bir elektrik alanı tarafından kontrol edildiği bir yarı iletken dönüştürücü cihazdır.kapı ve kaynak arasında. Elektromanyetik salınımların gücünü artırmak için tasarlanmıştır.

Alan etkili transistörler, mikro devrelerin imalatında, yüksek giriş direnci, anahtar ve mantık cihazları ile yükseltme aşamalarında kullanılır.

çalışma prensibiFETYalnızca bir işaretin (elektronlar veya delikler) yük taşıyıcılarının kullanımına dayanır. Akım kontrolü, bir elektrik alanının etkisi altında transistör akımının aktığı kanalın iletkenliği değiştirilerek gerçekleştirilir. Bu nedenle, bu transistörlere alan etkili transistörler denir.

Kanal oluşturma yöntemine göre, kontrol p- şeklinde bir kapıya sahip alan etkili transistörlerN- geçiş ve yalıtımlı geçit (MIS - veya MOS - transistörler): yerleşik kanal ve indüklenmiş kanal.

Kanalın iletkenliğine bağlı olarak alan etkili transistörler, p tipi kanallı alan etkili transistörlere ayrılır vekanallı alan etkili transistörlerN- tip. p-tipi kanal, delik iletkenliğine sahiptir veN- tip - elektronik.

Kontrol p- ile alan etkili transistörN- geçiş - bu, kapısı p-kanalından elektriksel olarak ayrılan alan etkili bir transistördürN-geçiş ters yönde kaydırıldı.

Kontrol p- ile alan etkili transistör cihazıN-geçiş (kanalN- tip)

P-'li alan etkili bir transistörün sembolüN- geçiş ve kanalN- tip (a), kanal p tipi (b)

Bir alan etkili transistör kanalı, bir yarı iletkende, ana yük taşıyıcılarının akımının kesiti değiştirilerek kontrol edildiği bir bölgedir.Yük taşıyıcıların kanala girdiği elektrota kaynak denir. Ana yük taşıyıcıların kanaldan ayrıldığı elektrot drenajdır. Kontrol voltajı nedeniyle kanal kesitini düzenlemek için elektrot bir kapaktır.

Kontrol (giriş) gerilimi kapı ile kaynak arasına uygulanır. Gerilimsenziher ikisi için de terstir p-N- geçişler. Genişlik R- N- geçişler ve dolayısıyla kanalın etkin kesit alanı, direnci ve kanaldaki akım bu gerilime bağlıdır. Büyümesi ile p-N- geçişler, iletken kanalın enine kesit alanı azalır, direnci artar ve sonuç olarak kanaldaki akım azalır. Bu nedenle, kaynak ile tahliye arasına bir voltaj kaynağı bağlanırsasensi,sonra boşaltma akımıBENİlekanaldan akan, kapıya uygulanan voltaj kullanılarak kanalın direnci (kesiti) değiştirilerek kontrol edilebilir. Bu prensibe göre, alan etkili bir transistörün bir kontrol ile çalışmasıR-N- geçiş.

voltajda senzi= 0 kanal bölümü en büyük, direnci en küçük ve akımBENİleen büyüğü olduğu ortaya çıkıyor. Drenaj akımı BENbaşlangıçtan beri de senzi= 0, ilk boşaltma akımı olarak adlandırılır. Gerilim senzi, kanalın tamamen bloke olduğu ve boşaltma akımıBENİleçok küçük hale gelir (mikroamperin onda biri), kesme voltajı olarak adlandırılırsenziot.

Kontrollü bir alan etkili transistörün statik özellikleri p- N- geçiş

P- ile alan etkili bir transistörün stok (çıkış) özellikleriN- geçiş ve kanalN- tip, boşaltma akımının gerilime bağımlılığını yansıtırsensisabit voltajdasenzi: BENC= F(sensi) de senzi= sabit.

Alan etkili bir transistörün volt-amper özelliklerip-p-kavşak ve p-tipi kanal: a - stok; B - tahliye kapısı

Alan etkili transistörün bir özelliği, iletkenliğinkanal ayrıca kontrol voltajından da etkilenirsenzi ve voltaj sensi. -de sensi= 0 çıkış akımı BENİle= 0. Ne zaman sensi> 0 (senzi= 0) akım kanaldan akarBENC, drenaj yönünde artan bir voltaj düşüşüne neden olur. Kaynak-tahliye bölümünün toplam voltaj düşüşüsensi. Voltaj artışısensikanaldaki gerilim düşümünün artmasına ve kesitinin azalmasına ve dolayısıyla kanalın iletkenliğinin azalmasına neden olur. bazı voltajlardasensiher ikisinin de sınırlarının olduğu bir kanal daralması var.N- Bağlantılar daralır ve kanal direnci yükselir. Böyle bir gerilimsensidoyma gerilimi denirsensibiz. Kapıya ters voltaj uygulandığındasenzikanalın ek bir daralması vardır ve üst üste binmesi daha düşük bir voltaj değerinde gerçekleşirsensibiz. Çalışma modunda, çıkış özelliklerinin düz bölümleri kullanılır.

Yalıtılmış kapı alan etkili transistörler

Yalıtılmış bir kapı alan etkili transistörde (MIS transistör), geçit kanaldan bir dielektrik katmanla elektriksel olarak ayrılır.MIS - transistörler dielektrik olarak silikon oksit kullanırSiO2. Bu tür transistörlerin başka bir adı MOS transistörleridir (metal-oksit-yarı iletken).

MIS transistörlerinin çalışma prensibi, enine bir elektrik alanın etkisi altında bir yarı iletkenin yüzey tabakasının iletkenliğindeki bir değişikliğe dayanır. Yüzey tabakası bu transistörlerin iletken kanalıdır. MIS - transistörler iki tür gerçekleştirir - yerleşik kanal ve indüklenmiş bir kanal ile.

Tasarım MIS - dahili kanallı transistörN-tip. Nispeten yüksek özdirençli orijinal p-tipi silikon levhada, difüzyon teknolojisi kullanılarak karşıt tip elektriksel iletkenliğe sahip iki katkılı bölge oluşturulur -N. Kaynak ve tahliye olmak üzere bu alanlara metal elektrotlar uygulanır. Kaynak ve drenaj arasında elektriksel iletkenliğe sahip bir yüzey kanalı vardır.N- tip. Kaynak ve drenaj arasındaki yarı iletken bir kristalin yüzeyi, ince bir dielektrik tabakası ile kaplıdır. Bu tabakanın üzerine bir metal elektrot, deklanşör yerleştirilir. Bir dielektrik katmanın varlığı, kapıya her iki kutupta bir kontrol voltajı uygulanmasını mümkün kılar.

Kapıya pozitif voltaj uygulandığında, ortaya çıkan kanaldaki delikler, elektrik alanı tarafından alt tabakaya ve elektronlar - alt tabakadan kanala doğru itilecektir. Kanal elektronlarla zenginleşir ve iletkenliği artar. artan akımı boşaltın. Buna zenginleştirme modu denir.

Deklanşöre uygularken olumsuz kaynağa göre voltaj, kanalda bir elektrik alanı yaratılır, bunun etkisi altında elektronlar kanaldan alt tabakaya itilir ve alt tabakadan kanala delikler çekilir. Kanal, çoğunluk yük taşıyıcılarından tükenir, iletkenlik azalır ve boşaltma akımı azalır. Transistörün bu modu, tükenme modu olarak adlandırılır.

Bu tür transistörlerde,senzi= 0, eğer boşaltma ve kaynak arasına bir voltaj uygulanırsa (sensi> 0), drenaj akımı akarBENİleerken, ilk olarak adlandırılır ve elektron akışını temsil eder.

Akım iletim kanalı oluşturulmaz, ancak kapıya kaynağa göre pozitif kutuplu bir voltaj uygulandığında yarı iletken levhadan elektron akışı nedeniyle oluşur. Bu voltajın yokluğunda kanal yoktur ve kaynak ile drenaj arasındaN-tip sadece bir p-tipi kristal vardır ve p- tipinden birindeN- geçişler ters voltaj alır. Bu durumda, kaynak ile boşaltma arasındaki direnç büyüktür ve transistör kapatılır. Ancak kapıya pozitif voltaj uygulandığında, kapı alanının etkisi altında elektronlar kaynak ve boşaltma bölgelerinden ve p bölgesinden kapıya hareket edecektir. Kapı voltajı eşiği aştığındasenuzun zamandır, yüzey tabakasındaki elektron konsantrasyonu delik konsantrasyonunu aşacak ve elektriksel iletkenlik tipinde bir ters çevirme meydana gelecek, iletken bir kanal indüklenecektir.N-kaynak ve boşaltma alanlarını birbirine bağlayan tip. Transistör akımı iletmeye başlar. Pozitif geçit voltajı ne kadar yüksek olursa, kanal iletkenliği ve boşaltma akımı da o kadar yüksek olur. İndüklenmiş bir kanal transistörü yalnızca zenginleştirme modunda çalışabilir.

Sembol MIS - transistörler:

a - dahili kanallıN- tip;

b - yerleşik p tipi kanal ile;

c - substrattan çıktı ile;

d - indüklenmiş kanal ileN- tip;

e - indüklenmiş bir p-tipi kanal ile;

e - alt tabakadan bir kurşun ile.

Alanın statik özellikleri MIS - transistörler.

-de senzi= 0, kanalın ilk iletkenliği tarafından belirlenen, cihazdan bir akım akar. Kapıya voltaj uygulandığındasenzi< 0, kapı alanı, kanaldaki elektronlar - yük taşıyıcıları üzerinde itici bir etkiye sahiptir, bu da kanaldaki konsantrasyonlarında ve kanal iletkenliğinde bir azalmaya yol açar. Sonuç olarak, stok özelliklerisenzi< 0, karşılık gelen eğrinin altında bulunursenzi= 0.

Kapıya voltaj uygulandığındasenzi> 0 kapı alanı, p-tipi yarı iletken levhadan gelen elektronları kanala çeker. Kanaldaki yük taşıyıcıların konsantrasyonu artar, kanal iletkenliği artar, boşaltma akımıBENİleartışlar. stok özelliklerisenzi> 0, orijinal eğrinin üzerinde bulunursenzi= 0.

Boşaltma özellikleri arasındaki fark, transistörün akım kontrolünün, voltajın polaritesine denk gelen bir polarite voltajı tarafından gerçekleştirilmesinde yatmaktadır.sensi. Akım BENC= 0 de sensi= 0, yerleşik bir kanala sahip bir transistördeyken bu,polariteyi değiştirkaynağa göre kapı voltajı.

MIS - transistörlerin parametreleri, p- ile alan etkili transistörlerin parametrelerine benzer.N- geçiş. Giriş direnci açısından, MIS - transistörler, p-'li transistörlerden daha iyi performansa sahiptir.N- geçiş.

anahtarlama devreleri

Alan etkili transistör, ortak bir kaynak-a (OI), ortak bir boşaltma (OS) ve ortak bir geçit-b (OZ) ile açılabilir.

OI ile en sık kullanılan şema. Ortak kaynak aşaması çok büyük bir akım ve güç kazancı sağlar. OZ'li devre, OB'li devreye benzer. Akım amplifikasyonu sağlamaz ve bu nedenle içindeki güç amplifikasyonu OI devresinden daha azdır. OZ kaskadı düşük bir giriş empedansına sahiptir ve bu nedenle sınırlı kullanımdadır.

alan etkili transistörlerde yükseltme aşaması

OI ile şemaya göre yapılan amplifikatörün şeması.

Dinlenme halindeki transistör, DC boşaltma akımı ile beslenirBENcnve karşılık gelen voltaj drenaj kaynağı senakbaba. Bu mod, alan etkili transistörün kapısındaki öngerilim voltajı tarafından sağlanır.senzip. Bu voltaj direnç boyunca uygulanırRVeakımın geçişi sırasındaBENcn (senRVe= BENcnRVe) ve bir direnç üzerinden galvanik kuplaj nedeniyle kapıya uygulanırR3 . direnç RVe, geçit ön gerilimini sağlamanın yanı sıra, amfi çalışma modunun sıcaklık stabilizasyonu için de kullanılır. doğru akım, dengeleyiciBENcn. direnceRVevoltajın değişken bileşeni ayırt edilmedi, bir kapasitör C ile şöntlendiVe. Buve kademeli kazancın sabitliğini sağlayın.

Alan etkili bir transistör, akımın yalnızca uzunlamasına bir elektrik alanın etkisi altında ana yük taşıyıcıları tarafından oluşturulduğu ve bu akımın, uygulanan bir voltaj tarafından oluşturulan enine bir elektrik alanı tarafından kontrol edildiği yarı iletken bir cihazdır. kontrol elektrodu.

Birkaç tanım:

Ana yük taşıyıcılarının aktığı alan etkili transistörün çıkışına kaynak denir.

Ana yük taşıyıcılarının aktığı alan etkili transistörün çıkışına drenaj denir.

Enine bir elektrik alanı oluşturan bir kontrol voltajının uygulandığı alan etkili bir transistörün çıkışına kapı denir.

Yarı iletkenin, ana yük taşıyıcılarının p-n bağlantısı arasında hareket ettiği bölümü, alan etkili transistörün kanalı olarak adlandırılır.

Bu nedenle, alan etkili transistörler, p-tipi veya n-tipi kanal transistörlerine ayrılır.

N tipi kanallı bir transistör örneğini kullanarak çalışma prensibini ele alalım.

1) Uzi = 0; Ic1 = maks;

2) |Uzi| > 0; ic2< Ic1

3) |Uzi| >> 0; ic3 = 0

Kapıya her zaman geçişler kapalı olacak şekilde bir voltaj verilir. Boşaltma ve kaynak arasındaki voltaj, ana yük taşıyıcılarının kanal boyunca hareket ederek bir boşaltma akımı oluşturması nedeniyle uzunlamasına bir elektrik alanı oluşturur.

1) Kapıda gerilim olmadığında p-n bağlantıları kendi iç alanı ile kapanır, genişlikleri minimum, kanal genişliği maksimum ve drenaj akımı maksimum olur.

2) Kapıda artan engelleme gerilimi ile genişlik p-n kavşakları artarken kanal genişliği ve boşaltma akımı azalır.

3) Yeterince yüksek kapı gerilimlerinde p-n genişliği kavşaklar birleşecek kadar artabilir, boşaltma akımı sıfır olur.

Drenaj akımının sıfır olduğu kapı voltajına kesme voltajı denir.

Sonuç: alan etkili bir transistör, kontrollü bir yarı iletken cihazdır, çünkü geçit voltajını değiştirerek boşaltma akımını azaltmak mümkündür ve bu nedenle alan etkili transistörlerin şunu söylemek gelenekseldir: p-n'yi yönetmek geçişler yalnızca kanal boşaltma modunda çalışır.

Bir alan etkili transistörün yüksek giriş empedansı nasıl açıklanır?

Çünkü alan etkili transistör bir elektrik alanı tarafından kontrol edilir, bu durumda kontrol elektrodunda kaçak akım dışında pratik olarak hiçbir akım yoktur. Bu nedenle, alan etkili transistörler, 10 14 ohm mertebesinde yüksek bir giriş direncine sahiptir.

Bir alan etkili transistörün boşaltma akımını ne belirler?

Beslenen U si ve U zi gerilimlerine bağlıdır.

Alan etkili transistörleri açma şemaları.

Alan etkili transistör, üç ana şemadan birine göre açılabilir: ortak bir kaynak (OI), ortak bir boşaltma (OS) ve ortak bir geçit (OZ) ile.

Uygulamada, OE'li bir bipolar transistör üzerindeki devreye benzer şekilde, OI'li en yaygın kullanılan devre. Ortak kaynak kaskadı, çok büyük bir akım ve güç amplifikasyonu sağlar. OZ'li devre, OB'li devreye benzer. Akım amplifikasyonu sağlamaz ve bu nedenle içindeki güç amplifikasyonu, OI devresinden çok daha azdır. OZ kademesinin düşük bir giriş empedansı vardır ve bu nedenle amplifikasyon teknolojisinde sınırlı pratik uygulaması vardır.

Alan etkili transistör ile bipolar transistör arasındaki fark nedir?

Alan etkili bir transistörde akım, temel akım tarafından değil, uygulanan voltaj tarafından oluşturulan bir elektrik alanı tarafından kontrol edilir. Bu nedenle, geçit elektrotunda kaçak akımlar dışında pratik olarak hiçbir akım yoktur.

Transistörü açmanın statik modu. Alan etkili transistörlerin statik özellikleri.

Ana özellikler şunları içerir:

Tahliye kapısı özelliği (Şekil a), n-kanallı transistörler için tahliye akımının (Ic) geçit voltajına (Usi) bağımlılığıdır.

Drenaj karakteristiği (Şekil b), Uzi = Const'ta Ic = f (Usi) sabit kapı geriliminde Ic'nin Usi'ye bağımlılığıdır.

Ana parametreler:

Kesme gerilimi.

Drenaj karakteristiğinin dikliği. Kapı voltajı 1 V değiştiğinde boşaltma akımının kaç miliamper değişeceğini gösterir.

Bir FET'in dahili direnci (veya çıkışı)

giriş empedansı

Gerilim boşalmasının akım üzerindeki etkisini açıklayın sen zi Ve sen si .

Kontrollü transistördeki giriş voltajlarının etkisi şekilde gösterilmiştir:

Transistörün üç ana çalışma modu.

Çeşitli alan etkili transistör tiplerinde ve çeşitli harici voltajlarda, geçidin kanal üzerinde iki tür etkisi olabilir: ilk durumda (örneğin, karşılık gelen elektrotlardaki voltajlarda bir kontrol p-n bağlantısına sahip alan etkili transistörlerde) Şekil 2-1.5), içinden geçen yük taşıyıcılarının sayısını azaltarak kanal boyunca akım akışını önler (bu mod denir kanal tükenme modu), ikinci durumda (örneğin, Şekil 2-1.7'ye göre bağlanmış, indüklenmiş bir kanala sahip MIS transistörlerinde), aksine, kapı, kanal boyunca akım akışını uyararak şarj sayısını arttırır. akıştaki taşıyıcılar ( kanal zenginleştirme modu). Çoğu zaman sadece hakkında konuşmak yalın mod Ve zenginleştirme modu . İndüklenmiş bir kanala sahip MIS transistörlerinin yalnızca kanal zenginleştirme modunda aktif modda olabileceğini ve entegre bir kanala sahip MIS transistörleri için bunun hem bir zenginleştirme modu hem de bir tükenme modu olabileceğini unutmayın. Kontrol p-n bağlantısına sahip FET'lerde, bu bağlantıya bir ileri öngerilim uygulama girişimi, açılmasına ve geçit devresinde önemli bir akımın akmasına neden olur. Bu durumda transistördeki gerçek süreçler büyük ölçüde tasarımına bağlıdır, neredeyse hiçbir zaman belgelenmez ve tahmin edilmesi zordur. Bu nedenle, kontrol geçişli alan etkili transistörler için zenginleştirme modundan bahsetmek alışılmış bir şey değildir ve bu sadece anlamsızdır.

Doygunluk modu - iki kutuplu cihazlarda olduğu gibi bir bütün olarak tüm transistörün durumunu değil, yalnızca kaynak ile boşaltma arasındaki iletken kanalı karakterize eder. Bu mod, kanalın ana yük taşıyıcılarla doygunluğuna karşılık gelir. Böyle bir fenomen doyma yarı iletkenlerin en önemli fiziksel özelliklerinden biridir. Bir yarı iletken kanala harici bir voltaj uygulandığında, içindeki akımın bu voltaja yalnızca belirli bir sınıra kadar doğrusal olarak bağlı olduğu ortaya çıktı ( doyma gerilimi) ve bu sınıra ulaştıktan sonra dengelenir ve yapının bozulmasına kadar pratik olarak değişmeden kalır. Alan etkili transistörlere uygulandığında, bu, boşaltma kaynağı voltajı belirli bir eşik seviyesini aştığında devredeki akımı etkilemeyi bıraktığı anlamına gelir. Bipolar transistörler için doygunluk modu, yükseltme özelliklerinin tamamen kaybı anlamına geliyorsa, o zaman alan transistörleri için durum böyle değildir. Burada ise tam tersine kanal doygunluğu kazancın artmasına ve kazancın azalmasına neden olur. doğrusal olmayan bozulma. Drenaj kaynağı voltajı doygunluğa ulaşana kadar, kanaldan geçen akım, artan voltajla doğrusal olarak artar (yani, geleneksel bir dirençle aynı şekilde davranır). Yazar, böyle bir alan etkili transistör durumu için yerleşik bir adın farkında değildir (akım kanaldan aktığında, ancak kanal doymamış olduğunda), buna diyeceğiz doymamış kanal modu(alan etkili transistörlerdeki analog anahtarlarda uygulama bulur). Yükseltme devrelerinde bir alan etkili transistör açıldığında kanal doygunluk modu genellikle normaldir, bu nedenle gelecekte devrelerde transistörlerin çalışması düşünüldüğünde buna çok fazla vurgu yapmayacağız, bu da aralarında yeterli voltaj olduğunu ima ediyor. kanalı doyurmak için transistörün tahliyesi ve kaynağı.

Transistörün temel çalışma modunu karakterize eden nedir?

Anahtar, transistörün tamamen açık veya tamamen kapalı olabileceği ve bileşenin kısmen açık olduğu ara durumun ideal olarak bulunmadığı böyle bir çalışma modu olarak adlandırılır. Transistörde statik modda dağılan güç, drenaj kaynağı terminallerinden geçen akımın ve bu terminaller arasında uygulanan voltajın ürününe eşittir.

İdeal durumda, transistör açıkken, yani. doyum modunda, drenaj kaynağı terminalleri arasındaki direnci sıfır olma eğilimindedir. Açık durumdaki güç kaybı, sıfıra eşit bir voltajın ve belirli bir miktarda akımın ürünüdür. Böylece, dağılan güç sıfırdır.

İdeal olarak, transistör kapalıyken, yani. kesme modunda, drenaj kaynağı terminalleri arasındaki direnci sonsuza gitme eğilimindedir. Kapalı durumdaki güç kaybı, belirli bir voltaj değerinin ve sıfıra eşit akım değerinin ürünüdür. Bu nedenle, güç kaybı sıfırdır.

Anahtar modunda, ideal durumda, transistörün güç kaybının sıfır olduğu ortaya çıktı.

Güçlendirme aşaması nedir?

Bir elektrik sinyalinin parametrelerini artırmak için tasarlanmış birkaç amplifikatörün bağlantısı. Ön amplifikasyon aşamalarına ve çıkış aşamalarına ayrılırlar. İlki, sinyal voltaj seviyesini artırmak için tasarlanmıştır ve çıkış aşamaları, gerekli akım veya sinyal gücünü elde etmek için tasarlanmıştır.