Keling, dala effektli tranzistorlar nima ekanligini bilib olaylik. Dala effektli tranzistorlar eski sxemalarda ham, zamonaviylarda ham juda keng tarqalgan. Hozirgi kunda izolyatsiya qilingan eshikli qurilmalar ko'proq foydalanilmoqda; bugun biz dala transistorlarining turlari va ularning xususiyatlari haqida gaplashamiz. Maqolada men bipolyar tranzistorlar bilan alohida joylarda taqqoslashni amalga oshiraman.
Ta'rif
Dala effektli tranzistor - bu elektr maydon tomonidan boshqariladigan to'liq boshqariladigan yarimo'tkazgichli kalit. Bu oqim tomonidan boshqariladigan bipolyar tranzistorlardan amaliyot jihatidan asosiy farq. Elektr maydoni manbaga nisbatan eshikka qo'llaniladigan kuchlanish bilan hosil bo'ladi. Tekshirish kuchlanishining polarligi tranzistor kanalining turiga bog'liq. Bu erda elektron vakuumli quvurlar bilan yaxshi o'xshashlik mavjud.
Dala effektli tranzistorlarning yana bir nomi - bir qutbli. "UNO" bitta ma'noni anglatadi. Dala effektli tranzistorlarda kanal turiga qarab oqim faqat bitta turdagi tashuvchilar, teshiklar yoki elektronlar tomonidan amalga oshiriladi. Bipolyar tranzistorlarda oqim qurilmalar turidan qat'iy nazar ikki turdagi zaryad tashuvchilar - elektronlar va teshiklardan hosil bo'lgan. Dala transistorlarini odatda quyidagilarga bo'lish mumkin:
boshqarish p-n-birikmasi bo'lgan tranzistorlar;
izolyatsiya qilingan eshik tranzistorlari.
Ularning ikkalasi ham n kanalli va p kanalli bo'lishi mumkin, kalitni ochish uchun birinchisining eshigiga musbat nazorat kuchlanishi, ikkinchisiga esa manbaga nisbatan salbiy qo'llanilishi kerak.
Dala transistorlarining barcha turlari uchta yo'nalishga ega (ba'zan 4 ta, lekin kamdan-kam hollarda men faqat Sovetdagilar bilan uchrashdim va bu ish bilan bog'liq edi).
1. Manba (zaryad tashuvchilar manbai, bipolyar emitent analogi).
2. Drenaj (manbadan zaryad tashuvchilarni qabul qiluvchisi, bipolyar tranzistor kollektorining analogi).
3. Panjur (boshqaruv elektrod, lampalardagi panjaraning analogi va bipolyar tranzistorlar asosi).
Pn o'tish tranzistor
Transistor quyidagi sohalardan iborat:
4. Panjur.
Rasmda siz bunday tranzistorning sxematik tuzilishini ko'rishingiz mumkin, qo'rg'oshinlar eshik, manba va drenajning metalllangan uchastkalariga ulangan. Muayyan sxemada (bu p-kanalli qurilma), eshik n-qatlam bo'lib, kanal mintaqasiga qaraganda kamroq qarshilikka ega (p-qavat) va p-n-birikma mintaqasi shu sababli p-mintaqada ko'proq joylashgan.
a - n-tipli dala effektli tranzistor, b - p-tipli dala effektli tranzistor
Yodda saqlashni osonlashtirish uchun diodning yozuvini eslang, u erda o'q p-mintaqadan n-mintaqaga to'g'ri keladi. Bu erda ham.
Birinchi holat tashqi kuchlanishni qo'llashdir.
Agar bunday tranzistorga kuchlanish, ortiqcha drenajga va minus manbaga qo'llanilsa, u orqali katta oqim oqadi, u faqat kanal qarshiligi, tashqi qarshilik va quvvat manbaining ichki qarshiligi bilan cheklanadi. Analogiya odatda yopiq kalit bilan amalga oshirilishi mumkin. Ushbu oqim Istart yoki Uz \u003d 0 da dastlabki drenaj oqimi deb nomlanadi.
Boshqaruv pn-birikmasiga ega bo'lgan, eshikka qo'llaniladigan nazorat kuchlanishisiz dala effektli tranzistor imkon qadar ochiq.
Voltaj drenaj manbaiga shu tarzda qo'llaniladi:
Asosiy zaryad tashuvchilar manba orqali taqdim etiladi!
Bu shuni anglatadiki, agar tranzistor p-kanal bo'lsa, u holda quvvat manbai ijobiy terminali manbaga ulanadi asosiy tashuvchilar teshiklar (musbat zaryad tashuvchilar) - bu teshik o'tkazuvchanligi deb ataladi. Agar tranzistor n-kanal bo'lsa, quvvat manbai salbiy terminali manbaga ulanadi, chunki unda asosiy zaryad tashuvchilar elektronlar (manfiy zaryad tashuvchilar).
Manba - asosiy zaryad tashuvchilar manbai.
Mana shunday vaziyat uchun simulyatsiya natijalari. Chap tomonda p kanalli tranzistor, o'ngda esa n kanalli tranzistor mavjud.
Ikkinchi holat - biz kuchlanishni eshikka qo'llaymiz
Darvozaga p-kanal uchun manbaga (Uzi) nisbatan ijobiy kuchlanish va n-kanalga manfiy kuchlanish berilsa, u teskari yo'nalishda siljiydi, p-n-birikma mintaqasi kanal tomon kengayadi. Natijada kanal kengligi pasayadi, oqim kamayadi. Kalit orqali oqim to'xtab turadigan eshik zo'riqishida kesilish kuchlanishi deyiladi.
Kesish voltajiga erishildi va kalit to'liq yopildi. Simulyatsiya natijalari ko'rsatilgan rasm p-kanal (chapda) va n-kanal (o'ngda) dongle uchun shunday holatni ko'rsatadi. Aytgancha, ingliz tilida bunday tranzistor JFET deb nomlanadi.
Uzi kuchlanishidagi tranzistorning ishlash tartibi nolga teng yoki teskari. Teskari kuchlanish tufayli "tranzistorni qoplash" mumkin, u A sinfidagi kuchaytirgichlarda va silliq tartibga solish zarur bo'lgan boshqa sxemalarda qo'llaniladi.
Chiqib ketish rejimi har bir tranzistor uchun Uzi \u003d U kesilganda sodir bo'ladi, u har xil, ammo har qanday holatda u teskari yo'nalishda qo'llaniladi.
Xususiyatlari, VAC
Chiqish xarakteristikasi drenaj oqimining Ussiga (drenaj va manba terminallariga qo'llaniladigan) bog'liqligini ko'rsatadigan grafik deb nomlanadi, har xil eshik voltajlarida.
Uni uchta sohaga ajratish mumkin. Dastlab (grafaning chap tomonida) biz ohmik mintaqani ko'ramiz - bu bo'shliqda tranzistor qarshilik kabi harakat qiladi, oqim deyarli chiziqli ravishda oshib, ma'lum darajaga etadi, to'yingan mintaqaga (grafaning markazida) kiradi.
Grafikning o'ng tomonida biz oqim yana ko'tarila boshlaganini ko'ramiz, bu buzilish maydoni, tranzistor bu erda bo'lmasligi kerak. Rasmda ko'rsatilgan eng yuqori tarmoq noldagi Uzi tokidir, biz bu erda oqim eng katta ekanligini ko'ramiz.
Uzi kuchlanishi qanchalik baland bo'lsa, drenaj oqimi past bo'ladi. Filiallarning har biri darvoza oldida 0,5 volt bilan farq qiladi. Buni biz modellashtirish bilan tasdiqladik.
Bu erda drenaj eshigi xususiyati ko'rsatilgan, ya'ni. drenaj oqimining bir xil drenaj manbai kuchlanishidagi eshikdagi voltajga bog'liqligi (ushbu misolda 10V), bu erda tarmoq pog'onasi ham 0,5V ni tashkil qiladi, biz yana Uzi voltajini 0 ga yaqinlashtirsak, drenaj oqimi shunchalik katta bo'lishini ko'ramiz.
Bipolyar tranzistorlarda joriy uzatish koeffitsienti yoki daromad kabi parametr mavjud edi, u B yoki H21e yoki Hfe deb belgilandi. Dalada, kuchlanishni kuchaytirish qobiliyatini ko'rsatish uchun N harfi bilan belgilanadi.
Ya'ni, qiyalik shuni ko'rsatadiki, drenaj oqimi qancha doimiy ravishda drenaj manbai kuchlanishli Voltlar soniga ko'payishi bilan drenaj oqimi o'sadi. Uni drenaj eshigi xususiyati asosida hisoblash mumkin, yuqoridagi misolda Nishab taxminan 8 mA / V ga teng.
Ulanish diagrammasi
Bipolyar tranzistorlarda bo'lgani kabi, uchta odatiy kommutatsiya davri mavjud:
1. Umumiy manba bilan (a). U tez-tez ishlatiladi, u oqim va kuchda kuchayishni beradi.
2. Umumiy qopqoq bilan (b). Kamdan kam ishlatiladi, kam kirish empedansi, daromad yo'q.
3. Umumiy drenaj bilan (c). Kuchlanish kuchlanishi 1 ga yaqin, kirish empedansi katta va chiqish empedansi past. Boshqa ism - manbaning izdoshi.
Xususiyatlari, afzalliklari, kamchiliklari
- amalda nazorat oqimini iste'mol qilmaydi,bu nazoratni yo'qotish, signal buzilishini kamaytiradi,signal manbai haddan tashqari oqim ...
Dala effektli tranzistorning asosiy afzalligi yuqori kirish empedansi... Kirish empedansi - oqim va eshik manbaining kuchlanishiga nisbati. Amaliyot printsipi elektr maydon yordamida boshqarishda yotadi va u kuchlanish berilganda hosil bo'ladi. Ya'ni dala effektli tranzistorlar kuchlanish bilan boshqariladi.
O'rtacha chastota dala effektli tranzistorlarning xususiyatlari bipolyarnikiga qaraganda yaxshiroqdir, bu bipolyar tranzistor mintaqalarida zaryad tashuvchilarni "tarqatish" uchun oz vaqt talab etilishi bilan bog'liq. Ba'zi zamonaviy bipolyar tranzistorlar dala effektli tranzistorlardan ustun turishi mumkin, buning sababi zamonaviy texnologiyalardan foydalanish, tayanch kengligini kamaytirish va h.k.
Dala effektli tranzistorlarning shovqin darajasi pastligi bipolyar singari zaryadlarni quyish jarayonining yo'qligi bilan bog'liq.
Harorat o'zgarishi bilan barqarorlik.
Supero'tkazuvchilar holatida kam quvvat sarfi - qurilmalaringiz samaradorligi.
Yuqori kirish empedansidan foydalanishning eng oddiy misoli - bu elektro-akustik gitaralarni piezo pikaplar va elektromagnit pikaplar bilan elektr gitaralarni past kirish impedansi bo'lgan chiziqli kirishga ulash uchun mos keladigan moslamalar.
Kam kirish empedansi signalning pasayishiga olib kelishi mumkin, bu uning shaklini signal chastotasiga qarab har xil darajada buzadi. Bu shuni anglatadiki, kirish impedansi yuqori bo'lgan bosqichni joriy qilish orqali siz bundan qochishingiz kerak. Mana bunday qurilmaning eng oddiy diagrammasi. Elektr gitaralarini kompyuter audio kartasining qatoriga ulash uchun javob beradi. Uning yordamida tovush yanada yorqinroq bo'ladi va tembr yanada boyib boradi.
Asosiy kamchilik shundaki, bunday tranzistorlar statikdan qo'rqishadi. Siz elementni elektrlashtirilgan qo'llar bilan olishingiz mumkin va bu darhol ishlamay qoladi, bu maydon yordamida kalitni boshqarish natijasidir. Ular bilan dielektrik qo'lqoplarda, maxsus bilaguzuk orqali erga ulangan, past kuchlanishli lehim dazmol bilan, izolyatsiya qilingan uchi bilan ishlash tavsiya etiladi va tranzistorning terminallari ularni o'rnatish vaqtida qisqa tutashgan bo'lishi mumkin.
Zamonaviy qurilmalar bundan deyarli qo'rqmaydi, chunki zener diyotlari kabi himoya moslamalari kirish joyiga o'rnatilishi mumkin, ular kuchlanishdan oshib ketganda ishga tushiriladi.
Ba'zan yangi boshlang'ich radio havaskorlari bema'ni nuqtaga etib borishdan qo'rqishadi, masalan, boshlariga folga shlyapalarini qo'yish. Yuqorida tavsiflangan har bir narsa majburiy bo'lsa-da, har qanday shartlarga rioya qilmaslik qurilmaning ishdan chiqishiga kafolat bermaydi.
Izolyatsiya qilingan Gate Field Effect Transistorlar
Ushbu turdagi tranzistorlar yarimo'tkazgichli boshqariladigan kalit sifatida faol ishlatiladi. Bundan tashqari, ular ko'pincha kalit rejimida ishlaydi (ikkita pozitsiya "yoqilgan" va "o'chirilgan"). Ularning bir nechta ismlari bor:
1. MIS-tranzistor (metall-dielektrik-yarim o'tkazgich).
2. MOS tranzistor (metall oksidi yarimo'tkazgich).
3. MOSFET-tranzistor (metall-oksid-yarimo'tkazgich).
Esingizda bo'lsin - bu bitta nomning o'zgarishi. Dielektrik yoki oksid, u ham deyiladi, eshik uchun izolyator vazifasini bajaradi. Quyidagi diagrammada izolyator darvoza yonidagi n mintaqasi va darvoza o'rtasida oq nuqta shaklida nuqta bilan ko'rsatilgan. U kremniy dioksiddan tayyorlangan.
Dielektrik eshik elektrod va substrat o'rtasidagi elektr aloqasini yo'q qiladi. Boshqaruv pn-birikmasidan farqli o'laroq, u tutashuvni kengaytirish va kanalni to'sib qo'yish printsipi asosida emas, balki tashqi elektr maydon ta'sirida yarimo'tkazgichdagi zaryad tashuvchilar kontsentratsiyasini o'zgartirish printsipi bo'yicha ishlaydi. MOSFETlar ikki xil:
1. Ichki kanal bilan.
2. Induktsiya qilingan kanal bilan
Diagrammada siz ko'milgan kanalga ega tranzistorni ko'rasiz. Undan allaqachon taxmin qilishingiz mumkinki, uning ishlash printsipi p-n-birikmasi bilan boshqariladigan maydon effektli tranzistorga o'xshaydi, ya'ni. eshik voltaji nolga teng bo'lganda, oqim tugmachadan o'tadi.
Manba va drenaj yaqinida nopoklik zaryad tashuvchilarining miqdori ko'paygan (n +) o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan ikkita mintaqa yaratiladi. Substrat P tipidagi tayanch deb ataladi (bu holda).
Iltimos, unutmangki, kristal (substrat) manbaga ulangan; ko'pgina an'anaviy grafik belgilarda u shu tarzda chizilgan. Darvoza kuchlanishi ko'tarilganda kanalda ko'ndalang elektr maydon paydo bo'ladi, u zaryad tashuvchilarni (elektronlarni) qaytaradi va Uzi eshigiga yetganda kanal yopiladi.
Salbiy eshik manbai kuchlanishi qo'llanilganda, drenaj oqimi pasayadi, tranzistor yopila boshlaydi - bu tugatish rejimi deyiladi.
Eshik manbaiga ijobiy kuchlanish qo'llanilganda, teskari jarayon paydo bo'ladi - elektronlar jalb qilinadi, oqim kuchayadi. Bu boyitish rejimi.
Yuqorida aytilganlarning hammasi o'rnatilgan N-kanalli MOSFET-lar uchun amal qiladi. Agar p tipidagi kanal barcha "elektronlar" so'zlarini "teshiklar" bilan almashtirsa, kuchlanishning kutuplulukları teskari bo'ladi.
Ushbu tranzistorning ma'lumot jadvaliga ko'ra, eshik manbaining chegara kuchlanishi bir volt atrofida va uning odatiy qiymati 1,2 V ni tashkil qiladi, keling, tekshirib ko'raylik.
Oqim mikroamperlarga aylandi. Agar siz kuchlanishni biroz ko'proq oshirsangiz, u butunlay yo'qoladi.
Men tasodifiy tranzistorni tanladim va juda sezgir qurilmaga duch keldim. Men kuchlanish polaritesini o'zgartirishga harakat qilaman, shunda darvoza ustida ijobiy potentsial mavjud, boyitish rejimini tekshiring.
1V kuchlanishli kuchlanish 0V ga nisbatan to'rt baravar oshdi (ushbu bo'limdagi birinchi rasm). Bundan kelib chiqadiki, tranzistorlar va bipolyar tranzistorlarning avvalgi turidan farqli o'laroq, u tokni ko'paytirish uchun ham, uni qo'shimcha bog'lamasdan kamaytirish uchun ham ishlashi mumkin. Ushbu bayonot juda qo'pol, ammo birinchi taxmin sifatida u mavjud bo'lish huquqiga ega.
Bu erda hamma narsa tranzistor bilan boshqariladigan o'tish bilan deyarli bir xil, faqat chiqish xarakteristikasida boyitish rejimi mavjud emas.
Drenaj-shlyuz xarakteristikasi shuni aniq ko'rsatadiki, salbiy kuchlanish kalitning tugashiga va yopilishiga olib keladi va eshikdagi musbat kuchlanish kalitning boyishiga va kattaroq ochilishiga olib keladi.
Induksion kanalga ega bo'lgan MOS tranzistorlari eshikda kuchlanish bo'lmasa, oqim o'tkazmaydi, aksincha, oqim mavjud, ammo bu juda kichik, chunki bu substrat va yuqori darajada aralashtirilgan drenaj va manba qismlari orasidagi teskari oqim.
Izolyatsiya qilingan eshik va induktsiya qilingan kanalga ega bo'lgan dala effektli tranzistor odatdagi ochiq kalitga o'xshaydi, oqim bo'lmaydi.
Darvoza manbaidagi kuchlanish mavjud bo'lganda, chunki biz induktsiyalangan kanalning n-turini ko'rib chiqamiz, keyin kuchlanish ijobiy bo'ladi, maydon ta'sirida salbiy zaryad tashuvchilar darvoza mintaqasiga jalb qilinadi.
Elektronlar manbaidan drenajga qadar "yo'lak" paydo bo'ladi, shu bilan kanal paydo bo'ladi, tranzistor ochiladi va u orqali oqim o'tishni boshlaydi. Bizda p tipidagi substrat bor, unda asosiylari musbat zaryad tashuvchilar (teshiklar), salbiy tashuvchilar juda kam, ammo maydon ta'sirida ular atomlaridan ajralib, ularning harakati boshlanadi. Shuning uchun voltaj bo'lmaganda o'tkazuvchanlikning etishmasligi.
Chiqish xarakteristikasi oldingilari uchun xuddi shunday takrorlanadi, faqat farq shundaki, Uzi kuchlanishlari ijobiy bo'ladi.
Drenaj-eshikning xarakteristikasi xuddi shu narsani ko'rsatadi, farqlar yana eshik voltajida.
Oqim kuchlanish xususiyatlarini ko'rib chiqishda, o'qlar bo'ylab yozilgan qiymatlarga diqqat bilan qarash juda muhimdir.
Kalitga 12 V kuchlanish berildi va eshikda bizda 0. Tranzistor orqali oqim o'tmaydi.
Bu shuni anglatadiki, tranzistor to'liq ochiq, agar u erda bo'lmaganida, bu davrdagi oqim 12/10 \u003d 1,2 A ni tashkil qiladi. Keyinchalik men ushbu tranzistor qanday ishlashini o'rganib chiqdim va 4 voltda u ochila boshlaganini bildim.
Har biriga 0,1V qo'shib, har o'ninchi volt bilan oqim tobora ko'payib borayotganini va 4,6 voltga tranzistor deyarli to'liq ochilganini, drenaj oqimidagi 20V eshik kuchlanishidagi farq atigi 41 mA, 1,1 A da esa bema'nilik.
Ushbu tajriba induktsiya qilingan kanal transistorining faqat pol kuchlanishiga yetganda ochilishini, bu esa impulsli davrlarda kalit sifatida mukammal ishlashiga imkon beradi. Aslida, IRF740 eng keng tarqalganlardan biridir.
Darvoza tokini o'lchash natijalari shuni ko'rsatdiki, chindan ham maydon effektli tranzistorlar boshqaruv tokini deyarli iste'mol qilmaydi. 4.6 voltli kuchlanish bilan oqim atigi 888 nA (nano !!!) edi.
20Vda u 3,55 mA (mikro) ni tashkil etdi. Bipolyar tranzistor uchun bu koeffitsientga qarab taxminan 10 mA ni tashkil etadi, bu esa dala effektli tranzistorga qaraganda o'n minglab marta ko'pdir.
Hamma kalitlar bunday kuchlanish bilan ochilmaydi, buning sababi ular ishlatiladigan qurilmalarning sxemasi va xususiyatlari bilan bog'liq.
Vaqtning birinchi lahzasida zaryadsizlangan quvvat katta zaryad oqimini talab qiladi va hatto kamdan-kam uchraydigan boshqaruv moslamalari (PWM kontrollerlari va mikrokontrollerlar) kuchli chiqishga ega, shuning uchun ular dala eshiklari uchun drayverlardan foydalanadilar, ham dala effektli tranzistorlarda, ham (izolyatsiya qilingan eshikli bipolyar). Bu tranzistorni yoqish va o'chirish uchun etarli bo'lgan kirish signalini shunday kattalik va oqim kuchiga aylantiradigan kuchaytirgich. Zaryadlovchi oqimi, shuningdek, eshik bilan ketma-ket qarshilik bilan cheklangan.
Shu bilan birga, ba'zi eshiklar ham mikrokontroller portidan qarshilik orqali boshqarilishi mumkin (xuddi shu IRF740). Biz ushbu mavzuga to'xtalib o'tdik.
Ular boshqaruv eshigi bo'lgan dala effektli tranzistorlarga o'xshaydi, lekin UGO-da, tranzistorning o'zida bo'lgani kabi, eshik substratdan ajralib turadi va markazdagi o'q kanal turini bildiradi, lekin substratdan kanalga yo'naltiriladi, agar u n kanalli mosfet bo'lsa - deklanşöre va aksincha.
Induksion kanalli kalitlar uchun:
Bu shunday ko'rinishi mumkin:
Pimlarning ingliz tilidagi nomlariga e'tibor bering, ular ko'pincha ma'lumotlar sahifalarida va diagrammalarda ko'rsatiladi.
O'rnatilgan kanalli kalitlar uchun:
Darvoza o'tkazgich kanalining yaqin mintaqasi bilan to'g'ridan-to'g'ri elektr aloqasiga ega bo'lgan p-n-birikmasi bo'lgan dala effektli tranzistorlardan farqli o'laroq, MIS tranzistorlarida darvoza ushbu hududdan dielektrik qatlam bilan izolyatsiya qilingan.
Shu sababli, MOS tranzistorlari izolyatsiyalangan eshikli dala effektli tranzistorlar deb tasniflanadi.
MIS tranzistorlari (metall - dielektrik - yarimo'tkazgich strukturasi) kremniydan tayyorlangan. Kremniy oksidi SiO2 dielektrik sifatida ishlatiladi. Shuning uchun ushbu tranzistorlarning boshqa nomi - MOS-tranzistorlar (metall oksidi-yarimo'tkazgich tuzilishi). Dielektrikning mavjudligi ko'rib chiqilgan tranzistorlarning yuqori kirish qarshiligini ta'minlaydi (1012-1014 Ohm).
Shakl: 5.6. O'rnatilgan n-turi (a), p-turi (b) va substratdan (c) chiqadigan kanalli MIS tranzistorlari uchun afsona; n-tipli (d), p-tipli (e) induksion kanal bilan va substratdan (f) chiqish
MIS tranzistorlarining ishlash printsipi ko'ndalang elektr maydon ta'sirida dielektrik bilan interfeysda yarimo'tkazgichning sirtga yaqin qatlamining o'tkazuvchanligini o'zgartirish ta'siriga asoslangan. Yarimo'tkazgichning sirtga yaqin qatlami bu tranzistorlarning o'tkazuvchan kanalidir. MIS tranzistorlari ikki xil - ichki va induktsiya qilingan kanal bilan.
MIS tranzistorlari odatda to'rt elektrodli qurilmadir. Yordamchi funktsiyani bajaradigan to'rtinchi elektrod (substrat) asl yarimo'tkazgich plitasining substratidan qo'rg'oshin hisoblanadi. MDP-traisistorlari ikkala n- yoki p-tipli kanallardan iborat bo'lishi mumkin. MOS tranzistorlarining ramzlari shakl. 5.6 a-f.
Ichki kanalga ega MOS tranzistorlarining xususiyatlarini ko'rib chiqamiz. N-tipli kanalga ega bo'lgan bunday tranzistorning dizayni shakl. 5.7, a. D-diffuziya texnologiyasidan foydalangan holda p-tipidagi asl kremniy plastinada manba, drenaj va n-tipli kanal mintaqalari yaratiladi. SiO2 oksidi qatlami sirtni manbaga va drenajga yaqin joyda himoya qiladi, shuningdek eshikni kanaldan ajratib turadi. Ba'zan manbaga substrat qo'rg'oshin (agar mavjud bo'lsa) biriktiriladi.
Substratni manbaga ulash uchun o'rnatilgan n-tipli kanalga ega bo'lgan dala effektli tranzistorning zaxira (chiqish) xarakteristikalari shakl. 5.7, b. Tashqi ko'rinishiga ko'ra, bu xususiyatlar p-n-birikmasi bo'lgan dala transistorining xususiyatlariga yaqin. Darvozaning manbaga ulanishiga mos keladigan Uzi \u003d 0 da xarakteristikani ko'rib chiqing. Drenajning ijobiy qutbiga ega bo'lgan manba - drenaj qismiga tashqi kuchlanish qo'llaniladi. Uzi \u003d 0 bo'lganligi sababli, qurilmadan oqim o'tadi, bu kanalning dastlabki o'tkazuvchanligi bilan belgilanadi. 0-a boshlang'ich qismida kanaldagi kuchlanish pasayishi kichik bo'lganda, Ic (Uci) bog'liqligi chiziqli. B nuqtasiga yaqinlashganda, kanaldagi voltajning pasayishi uning torayishini (5.7-rasm, a-dagi nuqta chiziq) kanal o'tkazuvchanligiga tobora sezilarli ta'sirga olib keladi, bu esa a-b qismidagi oqim ko'tarilishini pasaytiradi. B nuqtadan so'ng, o'tkazuvchan kanal minimal darajaga torayadi, bu oqim ko'tarilishining cheklanishiga va xarakteristikada II tekis bo'lak paydo bo'lishiga olib keladi.
Shakl: 5.7. O'rnatilgan n-tipli kanal (M) bilan tranzistorli MIS dizayni; drenaj-eshikning xarakteristikasi (b); drenaj-eshik xususiyati (v)
Drenaj xarakteristikalariga eshik-manba voltajining ta'sirini ko'rsatamiz.
Darvozaga kuchlanish qo'llanilganda (Uzi Darvozaga Uzi\u003e 0 kuchlanish berilganda, eshik maydoni yarimo'tkazgichli gofretning p-qatlamidan kanalga elektronlarni tortadi. Kanaldagi zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasi oshadi, bu kanalni tashuvchilar bilan boyitishga mos keladi. Kanal o'tkazuvchanligi oshadi, oqim Ic kuchayadi. Uz\u003e 0-dagi aksiyalarning xarakteristikalari asl egri chizig'idan yuqori joylashgan (Uz \u003d 0).
Transistor uchun drenajga ulashgan drenaj eshigi uchastkasining buzilishi boshlanishi sababli Usc kuchlanishining oshishi chegarasi mavjud. Oqim xarakteristikalarida buzilish ma'lum qiymatga erishishga mos keladi Usi.pr. Uzi 0 holatida (boyitish rejimi).
N-tipli induksion kanalli MOS tranzistorining dizayni shakl. 5.8, p. Hozirgi o'tkazuvchanlik kanali bu erda maxsus yaratilgan emas, balki manbaga nisbatan eshikka tatbiq etilgan musbat qutblanish holatida yarimo'tkazgichli gofretdan elektronlar oqimi tufayli hosil bo'ladi (induktsiya qilinadi). Yuzaga yaqin qatlamda elektronlar oqimi tufayli yarimo'tkazgichning elektr o'tkazuvchanligi o'zgaradi, ya'ni. drenaj va manba mintaqalarini bog'laydigan n-tipdagi o'tkazgich kanali indüklenir. Kanal o'tkazuvchanligi eshikka qo'llaniladigan ijobiy kuchlanish kuchayishi bilan ortadi. Shunday qilib, induktsiya qilingan kanal transistorlari faqat boyitish rejimida ishlaydi.
Induktiv n-tipli kanalga ega bo'lgan dala effektli tranzistorning zaxira (chiqish) xarakteristikalari shakl. 5.8, b. Ular tashqi ko'rinishi bilan ichki kanalga ega tranzistorning o'xshash xususiyatlariga o'xshash va Ic \u003d F (Usi) bog'liqlikning bir xil xususiyatiga ega. Farqi shundaki, tranzistor oqimi bir qutbli kuchlanish bilan boshqariladi, bu esa Usi kuchlanishining polaritesiga to'g'ri keladi. Hozirgi Ic Uzi \u003d 0 da nolga teng, ichki kanalli tranzistorda esa buning uchun eshikdagi kuchlanish polaritesini manbaga nisbatan o'zgartirish kerak. Induktiv kanal bilan tranzistorning drenaj-eshik xususiyati shakl. 5.8, v.
Ikkala turdagi MIS tranzistorlari bir xil oqim va kuchlanish oralig'ida mavjud pn o'tish tranzistorlari. Nishab S va ichki qarshilik ri taxminan bir xil kattalik tartibiga ega. Kirish qarshiligi va interelektrodli sig'imlarga kelsak, MOS tranzistorlari pn o'tish transistorlaridan yaxshiroq ishlashga ega. Belgilanganidek, ularning kirish empedansi 1012-1014 ohm. Interelektrodli sig'imlarning qiymati oshmaydi: Sz uchun, Ss - 10 pF, Szs uchun - 2 pF. MOS tranzistorlarining ekvivalent sxemasi p-n-birikmasi bo'lgan dala effektli tranzistorlarning ekvivalent sxemasiga o'xshaydi (5.5-rasmga qarang).
MIS tranzistorlari integral dizaynda keng qo'llaniladi. MIS tranzistorlariga asoslangan mikrosxemalar yaxshi ishlab chiqarishga, arzon narxga va bipolyar tranzistorlardagi chiplarga qaraganda yuqori kuchlanish kuchlanishida ishlash qobiliyatiga ega.
14-ma'ruza.
Bunday tranzistorlar MOS tranzistorlari sifatida qisqartiriladi. Ular ikki xil bo'lishi mumkin: induksion kanal transistorlari va ko'milgan kanal tranzistorlari. Ulardan birinchisida kanal eshik va manba o'rtasida qo'llaniladigan nazorat kuchlanishi ta'sirida paydo bo'ladi. Bunday kuchlanish bo'lmasa, ushbu tranzistorlar yopiq (shuning uchun odatda yopiq tranzistorlar deb nomlanadi). Bunday tranzistor odatda yopiq elektron kalit sifatida ishlatilgan hollarda, uning boshqaruvi eshik potentsialini doimiy ravishda yon bosish uchun har qanday kuchlanishni talab qilmaydi. Biroq, agar tegishli ravishda noaniq bo'lsa, tranzistor AC kuchlanish signallari uchun chiziqli kuchaytirgich vazifasini bajaradi.
Ikkinchi turdagi tranzistorlarda ularni ishlab chiqarish jarayonida o'tkazuvchi kanal yaratiladi. Shuning uchun, ular odatda ochiq va eshik potentsialini yon bosmasdan ham o'zgaruvchan tok signalini kuchaytirishi mumkin. Agar induksiya qilingan kanalga ega tranzistorlar faqat kerakli turdagi erkin oqim tashuvchilar bilan kanallarni boyitish rejimida ishlay olsalar, unda integral kanalga ega tranzistorlar boyitish va tükenme rejimlarida ham ishlashga qodir. Dastlabki holat bilan taqqoslaganda, tashqi tranzistor signali yordamida ushbu tranzistorlarning kanal qarshiligini oshirish yoki kamaytirish mumkin.
MOS tranzistorlarida (boshqaruvga ega tranzistorlardan farqli o'laroq p-p-o'tish), metall darvoza kanaldan dielektrik qatlam bilan yarimo'tkazgich hajmida izolyatsiya qilingan. Bundan tashqari, MOS tranzistorlarida substrat (P) deb nomlangan to'rtinchi terminal ham mavjud.
Faoliyat tamoyillari Induksion kanallari bo'lgan MOS-tranzistorlar r- turi va p-turlari sifat jihatidan farq qilmaydi. Bu erda, har qanday MOS tranzistorida bo'lgani kabi, nazorat kuchlanishi ham eshik, ham substrat o'rtasida, ham mustaqil ravishda substrat va eshikka qo'llanilishi mumkin.
Darvozaga salbiy kuchlanish qo'llanilganda U Sirtga yaqin qatlamning GI elektronlari yarimo'tkazgichning ichki qismiga surilib, teshiklar sirt tomon siljiydi. Yuzaga yaqin qatlam teshiklarning elektr o'tkazuvchanligini oladi . Unda teskari o'tkazuvchanlik turi bo'lgan ingichka qatlam paydo bo'lib, u kanal vazifasini bajaradi. Agar manba va drenaj o'rtasida kuchlanish qo'llanilsa, kanal bo'ylab harakatlanadigan teshiklar drenaj oqimini hosil qiladi. Darvoza kuchlanishini o'zgartirib, kanalni kengaytirish yoki qisqartirish va shu bilan kanal qarshiligini oshirish yoki kamaytirish va shu sababli drenaj oqimini olish mumkin.
Supero'tkazuvchilar kanal paydo bo'ladigan eshik kuchlanishi pol kuchlanish deb ataladi U ZI. beri. Kanal asta-sekin paydo bo'lganligi sababli, eshikning voltaji oshganda, uning ta'rifida noaniqlikni oldini olish uchun, odatda ma'lum bir drenaj oqimining qiymati o'rnatiladi, buning ustiga eshik potentsiali chegara voltajiga etgan deb hisoblanadi U ZI. beri .
Yarimo'tkazgich yuzasidan masofaning oshishi bilan induktsiya qilingan teshiklarning konsentratsiyasi pasayadi. Taxminan kanal qalinligiga teng bo'lgan masofada elektr o'tkazuvchanligi ichki bo'ladi. Keyinchalik, ko'pchilik zaryad tashuvchilaridan tükenmiş qatlam keladi (ya'ni.) pn- o'tish). Buning yordamida drenaj, manba va kanal substratdan ajratilgan, chunki pn- o'tish joyi qarama-qarshi yo'nalishda qo'llaniladigan kuchlanish tomonidan yonma-yon joylashgan. Shubhasiz, uning kengligi va shuning uchun kanal kengligi drenaj va manba elektrodlariga nisbatan substratga qo'shimcha kuchlanish qo'llash orqali o'zgartirilishi mumkin. Shuning uchun drenaj oqimi nafaqat eshik kuchlanishini o'zgartirish, balki substratdagi kuchlanishni o'zgartirish orqali ham boshqarilishi mumkin. Ikkinchi holatda, MOS tranzistorining boshqaruvi maydon boshqaruvchi transistorni boshqarish bilan boshqarishga o'xshaydi pn- o'tish.
Kanalni hosil qilish uchun, dan katta kuchlanish U ZI. beri . Bunday holda, hosil bo'lgan teskari qatlamning qalinligi tükenmiş qatlamning qalinligidan sezilarli darajada kam bo'ladi; agar tükenme qatlami qalinligi yuzdan minggacha nanometrgacha bo'lsa, induktsiya qilingan kanal qalinligi atigi 1 - 5 nanometrni tashkil qiladi. Boshqacha qilib aytganda, induktsiyalangan kanalning teshiklari yarimo'tkazgich yuzasiga «bosiladi», shuning uchun MIS tranzistorlarida yarimo'tkazgich - izolyator interfeysining tuzilishi va xususiyatlari juda muhim rol o'ynaydi.
Keltirilgan kanalli MOS tranzistorining oqim kuchlanish xususiyatlarini (CVC) oilasini ko'rib chiqaylik. Shakl. 13.1 grafalarning har biri ma'lum bir kuchlanish qiymatiga mos kelishini ko'rish mumkin U ZI, uchta bo'limdan iborat. Dastlabki qismda drenaj oqimi tez ko'tariladi (tik yoki ohmik mintaqa). Keyin drenaj oqimining kuchlanishga zaif bog'liqligi mavjud U SI (drenaj oqimining tekis maydoni yoki to'yinganligi maydoni) va buzilish qismining grafikasini to'ldiradi.
Shuni ta'kidlash kerakki, bu erda ko'rib chiqilgan turdagi tranzistorlarning I - V xarakteristikalari boshqaruvga ega bo'lgan dala effektli tranzistorlarning I - V chiqish xususiyatlariga o'xshashdir. p-p-o'tish. Boshqaruvga ega tranzistorlar singari pn- past kuchlanishdagi MIS tranzistorlari U SI (I sohada; 13.1-rasm) chiziqli boshqariladigan qarshilik kabi o'zini tutadi. Borayotgan kuchlanish bilan U SR kanalining kengligi undagi kuchlanishning pasayishi va hosil bo'lgan elektr maydonining o'zgarishi tufayli kamayadi. Bu, ayniqsa kanalning drenajga yaqin qismida aniqlanadi. .
MOS tranzistorlarining oqim kuchlanish xususiyatlarining analitik yaqinlashuvi unchalik qulay emas va muhandislik amaliyotida kam qo'llaniladi. Biroq, to'yingan mintaqadagi drenaj oqimining taxminiy taxminlari uchun tenglamadan foydalanish mumkin
, (13.1)
.
Substrat ustidan ta'sir koeffitsientini joriy qilish orqali substratning boshqarish harakati hisobga olinishi mumkin
, (13.2)
substratdagi nishab deb nomlangan. Bu eshik voltajini substrat kuchlanishi o'zgarganda qancha o'zgartirish kerakligini ko'rsatadi U PI drenaj oqimi Men C o'zgarishsiz qoldi. Agar eshik va substratdagi kuchlanishlar bir vaqtning o'zida harakat qilsa, u holda (13.1) va (13.2) ifodalarda U ZI o'rnini bosish kerak
U ZI. eff \u003d U ZI - h U PI. (13.3)
MIS tranzistorlarining inertsional xususiyatlari kanaldagi zaryad tashuvchilarning harakatlanish tezligiga, shuningdek, drenaj va manba orasidagi interelektrod sig'imlariga bog'liq ( Dan SI), substrat va manba o'rtasida ( Dan PI) va substrat va drenaj o'rtasida ( Dan PS). Bundan tashqari, tranzistorlarning tezligi ushbu kondansatörlerin zaryadlanishi va zaryadsizlanishi orqali qarshilik qiymatlariga bog'liq. Bunday holda, odatda 0,1 - 5 mkm uzunlikdagi kanal orqali zaryad tashuvchilarning qisqa harakatlanish muddati tufayli, ikkinchisining ta'siri odatda e'tibordan chetda qoladi.
Induktiv kanalli MOS tranzistorlarida qurilgan davrlarni hisoblashda ushbu tranzistorlarning ekvivalent ekvivalent davrlari qo'llaniladi, unda elektr quvvati inertsional xususiyatlar uchun javobgardir. Shakl. 13.2 shunday sxemalardan birini ko'rsatadi. Aytish kerakki, ekvivalent sxemaga kiritilgan quvvatlarning qiymatlari (masalan, 13.2-rasmda ko'rsatilgan) har doim ham ma'lum emas. Bundan tashqari, ularning ba'zilari (xususan, Dan PS va Dan PI) elektrodlardagi kuchlanishga qarab o'zgaradi. Shuning uchun, amalda, umumiy manba davri uchun tranzistorning kirish quvvati ko'pincha o'lchanadi ( Dan 11I), uning dam olish kuni ( Dan 22I) va nazorat punkti ( Dan 12I) imkoniyatlar. Ushbu sig'imlar dala effektli tranzistor parametrlarini tavsiflaydi, bu ma'lum bir o'lchov rejimi uchun shakl. 13.3 . Ushbu sxema tranzistorning xususiyatlarini aniq aks ettirmaydi, ammo uning parametrlari ma'lum yoki osongina o'lchanishi mumkin. Odatda, shaklning sxemasi sig'imlarining qiymatlari. 13.3 quyidagicha: kirish sig'imi Dan 11I "1¸5pF, sig'imi orqali Dan 12I \u003d 0,22 pF, chiqish quvvati Dan 22I \u003d 2-6 pF.
 |
|
 |
Transistorning ekvivalent zanjiriga interelektrodli quvvatlarni kiritish bilan bir qatorda, inertsiyani hisobga olish uchun drenaj-eshik xarakteristikasi moyilligining chastotaga bog'liqligi qo'llaniladi. MOS tranzistorlarining xarakteristikasi uchun operator tenglamasi boshqaruvga ega bo'lgan dala effektli tranzistorlar bilan bir xil shaklga ega. pn- o'tish:
, (13.4)
bu erda w gr "w Z \u003d 1 / t Z va t Z" R SI ochiq × Dan 3. Odatda, kanal uzunligi 5 mm bo'lgan, xarakteristikaning qiyaligi 0,7 baravar kamayadigan chegara chastotasi bir necha yuz megagertsga to'g'ri keladi.
Eshik voltaji va o'chirish voltajining haroratga bog'liqligi Fermi darajasining holatining o'zgarishi, tükenme mintaqasidagi bo'shliq zaryadining o'zgarishi va haroratning dielektrikdagi zaryad miqdoriga ta'siri bilan bog'liq. MOS tranzistorlarida drenaj oqimi haroratga juda oz bog'liq bo'lgan termostabil ish nuqtasini topish mumkin. Turli tranzistorlar uchun termostabil nuqtadagi drenaj oqimi oralig'ida Men C \u003d 0,05-0,5 mA. MIS tranzistorlarining bipolyar tranzistorlarga nisbatan muhim ustunligi kichik signallarni almashtirishda ulardagi past kuchlanish pasayishi hisoblanadi. Shunday qilib, agar to'yinganlik rejimida bipolyar tranzistorlar bo'lsa, kuchlanish U Idoralar, asosan, bir necha o'nlab - yuzlab millivoltlardan kam bo'lmasligi mumkin, keyin past oqimdagi MIS tranzistorlari uchun Men C bu kuchlanishning pasayishi (chunki bu holda tranzistor tik mintaqada ishlaydi) kichik va oqim bilan belgilanadi Men Bilan va kanal qarshiligi R SI. ochiq:
U SI \u003d Men Dan × R SI. | Da oching U SI |< | U SI. biz |. (13.5)
Qachon kamayadi Men C uni nolga teng qiymatga kamaytirish mumkin.
O'rnatilgan kanalli MOS tranzistorlari Bu erda, yuqoridagi kabi, biz faqat bitta turdagi kanalga ega bo'lgan tranzistorni ko'rib chiqamiz (p-turi), chunki p- yoki n-tipli kanallar bilan tranzistorlarning ishlash tamoyillari bir xil.
Bunday tranzistor donorlarning doping darajasi past bo'lgan yarimo'tkazgichli kristalli plastinadan yasalgan bo'lib, u zaif o'tkazuvchanlikka ega. p-tip. Plastinka sirtlaridan birida yuqori haroratli diffuziya usuli bilan donor aralashmalarining ko'paygan qatlami (o'tkazuvchanlik) n +). Ushbu qatlam yuzasiga metall qatlam (substrat elektrod) sepiladi. Aktseptor nopokligining lokal diffuziya usuli bilan yarimo'tkazgich plitasining qarama-qarshi yuzasida, ikkitasi bir-biridan yarim o'tkazgichli mintaqalar bilan ajratilgan p +- o'tkazuvchanlik turi (drenaj manbalari va manbalari), so'ngra diffuziya bilan ular orasida kanalning ingichka qatlami hosil bo'lib, ular zaif o'tkazuvchanlikka ega r-tip.
Shunday qilib, drenaj va manba mintaqalari galvanik ravishda bog'langan (yo'q p-p-o'tish). Bilan hududlar o'rtasida r- o'tkazuvchanlik turi va yarimo'tkazgich plastinka (substrat) ning asosiy qismi hosil bo'ladi r-p- o'tish. Drenaj va manba mintaqalari yuzasida metall elektrodlar yotqizilgan bo'lib, ularga mos ravishda drenaj va manba o'tkazgichlari lehimlanadi. Kanal joylashgan joyda yarimo'tkazgich plitasining yuzasi izolyator qatlami bilan (silikon dioksid) qoplanadi va bu qatlamga metall elektrod (eshik) sepiladi. Kanal va eshik orasidagi kuchlanishning polaritesiga qarab, o'rnatilgan kanal kengayadi yoki qisqaradi va natijada kanal qarshiligi pasayadi yoki ortadi.
Shuni ta'kidlaymizki, o'rnatilgan kanalli tranzistorlarda drenaj pallasida oqim nol eshik kuchlanishida ham oqadi. Uni to'xtatish uchun eshikka ijobiy kuchlanishni kiritish kerak (kanalli inshoot uchun) r-tip) kesilgan voltajga teng yoki kattaroq U ZI.ots . Bunday holda, teskari qatlamdan teshiklar deyarli butunlay yarimo'tkazgichning ichki qismiga siljiydi va kanal yo'qoladi. Salbiy kuchlanish qo'llanilganda kanal kengayadi va oqim kuchayadi. Shuning uchun o'rnatilgan kanallarga ega bo'lgan MOS tranzistorlari ham tükenme, ham boyitish rejimida ishlaydi.
To'yingan mintaqada o'rnatilgan kanalli tranzistorning drenaj oqimining taxminiy taxminlari uchun tenglamadan foydalanish mumkin
, (13.6)
.
Integral kanalga ega bo'lgan MIS tranzistorining I - V chiqishi oilasining grafikalari induksion kanalga ega bo'lgan MIS tranzistorining mos keladigan grafikalaridan faqat kuchlanish bilan farq qiladi U ZI ijobiy va salbiy qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Ikkala grafik ham shakl jihatidan bir xil. Bu erda ham tik (ohmik) mintaqa I, drenaj oqimining to'yinganligi II va tranzistor kanalining buzilgan joyi eng toraygan joyda, III mavjud.
Shaklda ko'rsatilgan tranzistorning ekvivalenti davri o'rnatilgan kanalli MOS tranzistorlari asosida kuchaytiruvchi davrlarni hisoblash uchun. 6.17. Bunga elementlar kiradi: umumiy manba zanjiridagi tranzistorning kirish sig'imi ( Dan 11I), uning ishlab chiqarish quvvati ( Dan 22I), o'tish qobiliyati ( Dan 12I), chiqadigan differentsial impedans ( R SI. diff) va tranzistorning kuchaytiruvchi xususiyatlarini aniqlaydigan oqim manbai.
 |
Odatda, tranzistorning ekvivalent davri sig'imlarining qiymatlari quyidagi ma'nolarga ega: Dan 11I "¸5pF, Dan 12I \u003d 0,22 pF, Dan 22I \u003d 2-6 pF. Qarshilik qiymati R SI. diff o'nlab yuzlab kOhm oralig'ida.
MOS tranzistorlarining ba'zi parametrlarini va ularning taxminiy qiymatlarini ko'rib chiqamiz. Ularning orasida asosiylari:
1. Nishab xususiyatlari
(da U SI \u003d const va U PI \u003d const; S \u003d 0,1¸500 mA / V);
1. Substratdagi xarakteristikalarning qiyaligi
(da U SI \u003d const va U ZI \u003d const; S P \u003d 0,1-1 mA / V);
2. Dastlabki drenaj oqimi Men C boshlash (nol kuchlanishdagi oqim oqimi U ZI; boshqaruvga ega tranzistorlar uchun pn- o'tish Men C boshlanishi \u003d 0,2-600 mA; texnologik o'rnatilgan kanalli tranzistorlar uchun Men C boshlanishi \u003d 0,1-100 mA; induktsiya qilingan kanal bilan Men S start \u003d 0,01-0,5 mA);
4. Pol kuchlanish U ZI. beri ( U ZI. teshik \u003d 1 - 6 V);
5. Qarshilik drenaji - ochiq holatdagi manba R SI ochiq
(R SI. ochiq \u003d 2-300 Ohm);
6. Maksimal doimiy oqim oqimi Men S maksimal ( Men S maksimal \u003d 10-700 mA);
7. Drenaj oqimi qoldig'i Men S Ost - kuchlanishdagi oqim oqimi U ZI. dan ( Men S ost \u003d 0.001¸10 mA);
8. Maksimal daromad chastotasi f p Quvvat kuchayadigan chastota TO da R biriga teng ( f p o'nlab dan yuzlab MGts gacha bo'lgan qiymatlarni qabul qilishi mumkin).
Shunga o'xshash ma'lumotlar.
FIELD TRANSISTORS
Dala effektli tranzistor - bu yarimo'tkazgich konversiyalash moslamasi bo'lib, unda kanal orqali o'tadigan oqim kuchlanish qo'llanilganda hosil bo'lgan elektr maydon tomonidan boshqariladi.darvoza va manba o'rtasida. Elektromagnit to'lqinlarning kuchini kuchaytirish uchun mo'ljallangan.
Dala effektli tranzistorlar yuqori impedansli kuchaytirgich bosqichlarida, kalit va mantiqiy qurilmalarda, mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Ishlash printsipidala effektli tranzistoru faqat bitta belgining (elektronlar yoki teshiklar) zaryad tashuvchilaridan foydalanishga asoslangan. Oqim boshqaruvi elektr maydon ta'sirida tranzistor oqimi o'tadigan kanalning o'tkazuvchanligini o'zgartirish orqali amalga oshiriladi. Shuning uchun bu tranzistorlar maydon effekti deb ataladi.
Kanalni yaratish uslubiga ko'ra, boshqaruv p- shaklida eshikli dala effektli tranzistorlar.n- o'tish joyi va izolyatsiya qilingan eshik bilan (MIS - yoki MOS - tranzistorlar): o'rnatilgan kanal va induktsiya qilingan kanal.
Kanalning o'tkazuvchanligiga qarab, dala effektli tranzistorlar p-tipli kanalga ega bo'lgan dala effektli tranzistorlarga bo'linadi vakanalli dala effektli tranzistorlarn- turi. P tipidagi kanal teshik o'tkazuvchanligiga ega van- turi - elektron.
Boshqaruv p - maydonli transistorn- o'tish - bu d-effektli tranzistor, uning eshigi elektr kanalidan ajratilgan p-n- teskari yo'nalishda siljish.
Boshqaruv p- bo'lgan dala-effektli tranzistor qurilmasin- o'tish (kanaln- turi)
P-bilan dala effektli tranzistorni an'anaviy belgilashn- o'tish va kanaln- turi (a), kanal p-turi (b)
Dala effektli tranzistorning kanali - bu yarimo'tkazgichdagi mintaqadir, unda asosiy zaryad tashuvchilarning oqimi uning kesimini o'zgartirish orqali boshqariladi.Zaryad tashuvchilar kanalga kiradigan elektrod manba deb ataladi. Asosiy zaryad tashuvchilar kanalni tark etadigan elektrod drenajdir. Boshqarish kuchlanishi tufayli kanal kesimini tartibga solish uchun elektrod - bu eshik.
Boshqarish (kirish) kuchlanishi eshik va manba o'rtasida qo'llaniladi. KuchlanishUsi ikkala p- uchun teskarin- o'tish. Kengligir- n- o'tish, va shuning uchun kanalning samarali tasavvurlar maydoni, uning qarshiligi va kanaldagi oqim ushbu kuchlanishga bog'liq. Uning o'sishi bilan p-n- o'tish, o'tkazuvchan kanalning tasavvurlar maydoni kamayadi, uning qarshiligi oshadi va natijada kanaldagi oqim kamayadi. Shuning uchun, agar siz manba va drenaj o'rtasida kuchlanish manbasini yoqsangizUsi, keyin drenaj oqimiMendankanal orqali oqib o'tishni, darvozaga tatbiq etilgan kuchlanish yordamida kanalning qarshiligini (kesimini) o'zgartirish orqali boshqarish mumkin. Ushbu printsip boshqaruvli dala transistorining ishlashi uchun asosdirr-n- o'tish.
Voltaj ostida Usi\u003d 0 kanalning kesimi eng katta, uning qarshiligi eng kichik va oqimdirMendan eng buyuk bo'lib chiqadi.Drenaj oqimi Menboshidan da Usi\u003d 0 boshlang'ich drenaj oqimi deb ataladi.Kuchlanish Usi, kanal to'liq bloklangan va drenaj oqimiMendan juda kichik bo'ladi (mikroamperlarning o'ndan biri), bu kuchlanish deb ataladiUsidan.
Tekshirish p-ga ega bo'lgan dala effektli tranzistorning statik xarakteristikalari n- o'tish
P - effektli transistorning stok (chiqish) xususiyatlarin- o'tish va kanaln- turi, drenaj oqimining voltajga bog'liqligini aks ettiradiUsi qattiq voltajdaUsi: Menv= f(Usi) da Usi= konst.
Bilan dala effektli tranzistorning joriy kuchlanish xarakteristikalarip-p-o'tish va kanal p-turi: a - stok; b -aktsiya eshigi
Dala effektli tranzistorning xususiyati shundaki, u o'tkazuvchanlikdirkanalga kuchlanish kuchi ta'sir qiladiUsiva kuchlanish Usi... Qachon Usi\u003d 0 chiqish oqimi Mendan\u003d 0. Uchun Usi> 0 (Usi\u003d 0) kanal orqali oqim oqadiMenv, natijada drenaj yo'nalishi bo'yicha kuchayadigan kuchlanish pasayishi. Manba-drenaj qismining umumiy kuchlanish pasayishiUsi... Kuchlanish ko'tariladiUsi kanaldagi voltajning pasayishi va uning kesimining pasayishiga va natijada kanal o'tkazuvchanligining pasayishiga olib keladi. Biroz keskinlik bilanUsi kanalning torayishi sodir bo'ladi, bunda ikkala chegaraning p-n- o'tishlar torayib boradi va kanal qarshiligi yuqori bo'ladi. Bunday keskinlikUsi to'yinganlik kuchlanishi deb ataladiUsibiz... Darvozaga teskari kuchlanish qo'llanilgandaUsikanalning qo'shimcha torayishi sodir bo'ladi va uning qoplanishi past kuchlanish qiymatida sodir bo'ladiUsibiz... Ishlash rejimida chiqish xususiyatlarining tekis qismlari ishlatiladi.
Izolyatsiya qilingan Gate Field Effect Transistorlar
Izolyatsiya qilingan eshikli (MIS - tranzistor) dala effektli tranzistorda eshik elektrdan dielektrik qatlam bilan kanaldan ajralib turadi.MIS - tranzistorlar dielektrik sifatida kremniy oksididan foydalanadilarSiO2. Bunday tranzistorlarning yana bir nomi - MOS - tranzistorlar (metall-oksid-yarimo'tkazgich).
MIS - tranzistorlarning ishlash printsipi ko'ndalang elektr maydon ta'sirida yarim o'tkazgich sirt qatlamining o'tkazuvchanligini o'zgartirishga asoslangan. Yuzaki qatlam bu tranzistorlarning o'tkazuvchan kanalidir. MDP - tranzistorlar ikki xil - ichki o'rnatilgan kanal va induktsiya qilingan kanal bilan.
Dizayn MDP - o'rnatilgan kanalli tranzistorn-tip. Difüzyon texnologiyasidan foydalangan holda nisbatan yuqori qarshilikka ega bo'lgan dastlabki p-tipli silikon plastinkada qarama-qarshi turdagi elektr o'tkazuvchanligi bo'lgan ikkita qo'shilgan mintaqalar yaratildi -n... Ushbu joylar metall elektrodlar bilan qoplangan - manba va drenaj. Manba va drenaj o'rtasida sirt o'tkazuvchi kanal mavjudn- turi. Manba va drenaj orasidagi yarimo'tkazgich kristalining yuzasi ingichka dielektrik qatlam bilan qoplangan. Ushbu qatlamga metall elektrod - darvoza qo'llaniladi. Dielektrik qatlamining mavjudligi ikkala qutblanishning nazorat kuchlanishini eshikka tatbiq etishga imkon beradi.
Darvozaga ijobiy kuchlanish qo'llanilganda,paydo bo'layotgan Elektr maydoni kanaldan teshiklarni substratga, elektronlardan esa kanaldan kanalga suradi. Kanal elektronlar bilan boyitilgan va uning o'tkazuvchanligi oshadiortib bormoqda oqim oqimi. Bunga boyitish rejimi deyiladi.
Qopqoqni oziqlantirishdasalbiy manbaga nisbatan kuchlanish, kanalda elektr maydon hosil bo'ladi, uning ta'siri ostida elektronlar kanaldan substratga suriladi va substratdan kanalga teshiklar tortiladi. Kanal asosiy zaryad tashuvchilaridan charchagan, o'tkazuvchanlik pasayadi va drenaj oqimi kamayadi. Ushbu tranzistor rejimi tükenme rejimi deb nomlanadi.
Bunday tranzistorlardaUsi\u003d 0, agar siz drenaj va manba o'rtasida kuchlanishni qo'llasangiz (Usi> 0), oqim oqimi oqadiMendanerta, elektronlar oqimini ifodalovchi boshlang'ich va.
Hozirgi o'tkazuvchanlik kanali yaratilmaydi, lekin yarimo'tkazgichli gofretdan elektronlar oqimi tufayli hosil bo'ladi, manbaga nisbatan eshikka musbat qutblanish kuchlanishi qo'llaniladi. Ushbu kuchlanish bo'lmasa, kanal yo'q va manba va drenaj o'rtasidan- faqat p tipidagi kristall bor, va p - bittasidan- o'tishlar teskari kuchlanishni oladi. Bunday holatda, manba va drenaj o'rtasidagi qarshilik yuqori va tranzistor qulflangan. Ammo eshikka ijobiy kuchlanish qo'llanilganda, darvoza maydonining ta'siri ostida elektronlar manba va drenaj hududlaridan va p-mintaqadan eshikka qarab harakatlanadi. Darvoza voltaji chegaradan oshib ketgandaUo'shandan beri, sirt qatlamida elektronlarning kontsentratsiyasi teshiklarning kontsentratsiyasidan oshib ketadi va elektr o'tkazuvchanligi turining teskari tomoni paydo bo'ladi, oqim o'tkazuvchi kanal paydo bo'ladin- manba va drenaj maydonlarini bog'laydigan tur. Transistor oqim o'tkaza boshlaydi. Darvozaning ijobiy kuchlanishi qanchalik katta bo'lsa, kanal o'tkazuvchanligi va drenaj oqimi shunchalik katta bo'ladi. Induksion kanal tranzistor faqat boyitish rejimida ishlashi mumkin.
MDP - tranzistorlarning an'anaviy belgisi:
a - o'rnatilgan kanal bilann- turi;
b - o'rnatilgan p-tipli kanal bilan;
c - substratdan chiqish bilan;
d - induktsiya qilingan kanal bilann- turi;
d - induktsiyalangan p-tipli kanal bilan;
e - substratdan chiqish bilan.
Statik maydon xususiyatlari MDP - tranzistorlar.
Qachon Usi\u003d 0, oqim oqimi qurilmadan o'tadi, bu dastlabki kanal o'tkazuvchanligi bilan belgilanadi. Darvozaga kuchlanish qo'llanilgandaUsi< 0, eshik maydoni kanaldagi elektronlar - zaryad tashuvchilarga itaruvchi ta'sir ko'rsatadi, bu ularning kanaldagi kontsentratsiyasi va kanal o'tkazuvchanligining pasayishiga olib keladi. Natijada, suv oqimining xususiyatlariUsi< 0 mos keladigan egri chiziq ostida joylashganUsi= 0.
Darvozaga kuchlanish qo'llanilgandaUsi>
0, eshik maydoni elektronlarni p-tipli yarimo'tkazgich plastinadan kanalga tortadi. Kanaldagi zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasi oshadi, kanal o'tkazuvchanligi oshadi va drenaj oqimiMendan ortadi. Birja xususiyatlariUsi>
0 asl egri chiziqning ustida joylashganUsi= 0.
Drenaj xarakteristikalari orasidagi farq shundan iboratki, tranzistor oqimi bir qutbli kuchlanish bilan boshqariladi, bu kuchlanishning polaritesiga to'g'ri keladiUsi... Joriy Menv\u003d 0 uchun Usi\u003d 0, ichki kanalga ega bo'lgan tranzistorda esa, bu talab qilinaditeskari kutuplulukmanbaga nisbatan eshik kuchlanishi.
MIS - tranzistorlar parametrlari p- bilan ishlaydigan dala effektli tranzistorlar parametrlariga o'xshaydi.n- o'tish. Kirish impedansi bo'yicha MIS - tranzistorlar p- ga ega tranzistorlarga qaraganda yaxshiroq ishlashga ega.n- o'tish.
o'chirish davrlari
Dala effektli tranzistorni umumiy manba-a (OI), umumiy drenaj (OS) va umumiy eshik-b (OZ) yordamida yoqish mumkin.
Eng ko'p ishlatiladigan sxema OI bilan. Umumiy manba bosqichi juda yuqori oqim va quvvatga ega bo'ladi. OZ bilan zanjir OB bilan zanjirga o'xshaydi. Bu oqim kuchayishini ta'minlamaydi va shuning uchun undagi quvvatni kuchaytirish OI davriga qaraganda kamroq. OZ kaskadining kirish empedansi past, shuning uchun cheklangan qo'llanilishi mavjud.
dala effektli tranzistor kuchaytirgich bosqichi
OI bilan sxema bo'yicha qilingan kuchaytirgich davri.
Dam olish holatidagi tranzistor doimiy drenaj oqimi bilan ta'minlanganMencn va mos keladigan kuchlanishdrenaj manbai Uqultum... Ushbu rejim dala effektli tranzistorning eshigidagi noaniq kuchlanish bilan ta'minlanadiUzip... Ushbu kuchlanish qarshilik bo'ylab sodir bo'ladiRvaoqim oqimi bilanMencn (URva=
MencnRva) va qarshilik orqali galvanik birikma tufayli eshikka qo'llaniladiR3
... Qarshilik RvaBundan tashqari, u kuchlanishni ta'minlash bilan bir qatorda, shahar kuchaytirgichining ish rejimini barqarorlashtirish, barqarorlashtirish uchun ham ishlatiladiMencn... Qarshilik qilishRva voltajning o'zgaruvchan komponenti ajralib turmadi, u C kondansatörü bilan o'chirildiva. Bu va sahnaning doimiy daromadini ta'minlaydi.
Dala effektli tranzistorlar chiqadigan oqim elektr maydon tomonidan boshqariladigan, odatda uchta terminalga ega bo'lgan faol yarimo'tkazgichli qurilmalar deb nomlanadi. (electrono.ru)
Ta'rif nafaqat bizning taxminlarimizni tasdiqlabgina qolmay, balki dala effektli tranzistorlarning xususiyatlarini ham namoyish etdi - chiqish oqimi qo'llaniladigan elektr maydonini o'zgartirish orqali boshqariladi, ya'ni. Kuchlanish. Ammo bipolyar tranzistorlarda, esimizda bo'lganidek, bazaning kirish oqimi chiqish oqimini boshqaradi.
Dala effektli tranzistorlar haqida yana bir haqiqatni ularning boshqa ismlariga e'tibor berish orqali bilib olish mumkin - bir qutbli... Bu shuni anglatadiki, oqim oqimi jarayonida faqat bitta turdagi zaryad tashuvchilar (yoki elektronlar yoki teshiklar) ishtirok etadi.
Dala effektli tranzistorlarning uchta pimi deyiladi manba (oqim tashuvchilar manbai), darvoza (boshqaruv elektrod) va suv oqimi (tashuvchilar pastga tushadigan elektrod). Tuzilishi oddiy va bipolyar tranzistor qurilmasiga juda o'xshash ko'rinadi. Ammo uni kamida ikkita usulda amalga oshirish mumkin. Shuning uchun dala effektli tranzistorlar ajralib turadi boshqarish p-n birikmasi bilan va izolyatsiya qilingan eshik bilan.
Umuman olganda, ikkinchisining g'oyasi 1920-yillarda, bipolyar tranzistorlar ixtirosidan ancha oldin paydo bo'lgan. Ammo texnologiya darajasi uni faqat 1960 yilda amalga oshirishga imkon berdi. 50-yillarda boshqaruv pn-birikmasi bo'lgan dala effektli tranzistor dastlab nazariy jihatdan tavsiflangan, so'ngra mujassamlangan. Va ularning bipolyar "birodarlari" singari, maydon effektli tranzistorlar hali ham elektronikada katta rol o'ynaydi.
Bir qutbli tranzistorlar ishining fizikasi haqidagi hikoyaga o'tishdan oldin, men sizga p-n birikmasi haqidagi bilimlarni yangilashingiz mumkin bo'lgan havolalarni eslatib o'tmoqchiman: bitta va ikkita.
P-n-birikmasi bilan boshqariladigan maydon effektli tranzistor
Shunday qilib, birinchi turdagi dala effektli tranzistorlar qanday ishlaydi? Qurilma (masalan) p tipidagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yarimo'tkazgich plitasiga asoslangan. Qarama-qarshi uchlarda u elektrodlarga ega, kuchlanishni qo'llash orqali biz manbadan oqimga oqim olamiz. Ushbu plastinkaning tepasida qarama-qarshi o'tkazuvchanlik turi bo'lgan mintaqa joylashgan bo'lib, unga uchinchi elektrod ulangan - eshik. Tabiiyki, darvoza va uning ostidagi p-mintaqa o'rtasida ( kanal) p-n o'tish sodir bo'ladi. Va n qatlami sezilarli darajada bo'lgani uchun daxuddi shu kanal, keyin mobil zaryad tashuvchilarida tugagan o'tish mintaqasining ko'p qismi p-qatlamga tushadi. Shunga mos ravishda, biz birlashma uchun teskari kuchlanish kuchlanishini qo'llasak, u holda yopiladi, bu kanal qarshiligini sezilarli darajada oshiradi va manba va drenaj o'rtasidagi oqimni kamaytiradi. Shunday qilib, tranzistorning chiqish oqimi eshikning kuchlanishi (elektr maydoni) bilan tartibga solinadi.Quyidagi o'xshashlikni olish mumkin: p-n birikmasi - zaryad tashuvchilar oqimini manbadan drenajga to'sib qo'yadigan to'g'on. Undagi teskari kuchlanishni oshirish yoki kamaytirish orqali biz "suv ta'minoti" (chiqish oqimi) ni tartibga solib, ustidagi shlyuzlarni ochamiz / yopamiz.
Shunday qilib ish rejimi boshqaruv pn-birikmasi bo'lgan dala effektli tranzistor, eshik kuchlanishi nolga teng bo'lishi kerak (kanal to'liq ochiq) yoki teskari. 
Agar teskari kuchlanish qiymati shunchalik katta bo'ladiki, blokirovka qiluvchi qatlam kanalni yopadi, u holda tranzistor kiradi chiqib ketish rejimi.
Darvozaning nol kuchlanishida ham, manba-drenaj kuchlanishiga teng bo'lgan eshik va drenaj o'rtasida teskari kuchlanish mavjud. Shuning uchun pn birikmasi drenaj maydoniga qarab kengayib, shunday notekis shaklga ega.
Shubhasiz, p-tipli eshikli n-kanalli tranzistorni yaratish mumkin. Uning ishining mohiyati o'zgarmaydi.
Dala effektli tranzistorlarning shartli grafik tasvirlari rasmda ko'rsatilgan ( va - p tipidagi kanal bilan, b - n-tipli kanal bilan). Bu erdagi o'q p-qatlamdan n-qavatga yo'nalishni bildiradi.
P-n-birikmasi bilan boshqariladigan maydon effektli tranzistorning statik xarakteristikalari
Ishlash rejimida eshik oqimi odatda kichik yoki hatto nolga teng bo'lganligi sababli, biz dala effektli tranzistorlarning kirish xususiyatlarining grafikalarini ko'rib chiqmaymiz. To'g'ridan-to'g'ri hafta oxiri yoki aktsiyalarga boramiz. Aytgancha, ular statik deb nomlanadi, chunki eshikka doimiy voltaj qo'llaniladi. O'sha. chastota momentlari, vaqtinchalik va hokazolarni hisobga olishning hojati yo'q.
Chiqish (aksiya) - bu drenaj oqimining doimiy eshik-manba voltajidagi manba-drenaj kuchlanishiga bog'liqligi. Rasmda chapdagi grafik ko'rsatilgan.
Grafada uchta zonani aniq ajratish mumkin. Ulardan birinchisi - drenaj oqimining keskin o'sishi zonasi. Bu so'zda Ohmik mintaqa... Manba-drenaj kanali qarshilikni tranzistor eshigidagi kuchlanish bilan boshqariladigan qarshilik kabi harakat qiladi.
Ikkinchi zona - to'yinganlik mintaqasi... Bu deyarli chiziqli ko'rinishga ega. Bu erda kanal drenaj mintaqasida bir-biriga to'g'ri keladi, bu esa manba-drenaj kuchlanishining yanada oshishi bilan ortadi. Shunga ko'ra, kanal qarshiligi ham o'sib boradi va drenaj oqimi juda oz o'zgaradi (ammo Ohm qonuni). Amplifikatsiya texnologiyasida xarakteristikaning ushbu bo'limi ishlatiladi, chunki bu erda signalning eng past chiziqli buzilishlari va kuchaytirish uchun zarur bo'lgan kichik signal parametrlarining optimal qiymatlari. Ushbu parametrlarga nishab, ichki qarshilik va daromad kiradi. Ushbu tushunarsiz iboralarning ma'nosi quyida ochib beriladi.
Grafikning uchinchi maydoni buzilish maydoni, uning nomi o'zi uchun gapiradi.
Rasmning o'ng tomonida yana bir muhim munosabatlarning grafigi keltirilgan - drenaj xususiyatlari... Bu drenaj oqimining manba va drenaj o'rtasidagi doimiy voltajda eshik-manba kuchlanishiga qanday bog'liqligini ko'rsatadi. Dala effektli tranzistorning asosiy parametrlaridan biri bu uning tikligi.
Izolyatsiya qilingan Gate Field Effect Transistor
Bunday tranzistorlar ko'pincha MOS (metall izolyator-yarimo'tkazgich) - yoki MOS (metall-oksid-yarimo'tkazgich) -transistorlar (ing. Metall-oksid-yarimo'tkazgichli dala effektli tranzistor, MOSFET) deb ham nomlanadi. Bunday qurilmalarda darvoza kanaldan yupqa dielektrik qatlam bilan ajralib turadi. Ularning ishlarining fizik asoslari ko'ndalang elektr maydon ta'sirida dielektrik bilan interfeysda yarimo'tkazgichning sirtga yaqin qatlamining o'tkazuvchanligini o'zgartirish ta'siridir.
Ushbu turdagi tranzistorlarning qurilmasi quyidagicha. Ikkita og'ir aralashtirilgan n-o'tkazuvchanlik mintaqasi (manba va drenaj) qilingan p o'tkazuvchanlik yarimo'tkazgichli substrat mavjud. Ularning o'rtasida sirtga yaqin bo'lgan tor ko'prik yotadi, uning o'tkazuvchanligi ham n-tiplidir. Uning ustida, plastinka yuzasida ingichka dielektrik qatlami mavjud (ko'pincha kremniy dioksiddan yasalgan - shu sababli, MOS qisqartmasi). Va allaqachon bu qatlamda panjur joylashgan - ingichka metall plyonka. Kristalning o'zi odatda manbaga ulanadi, garchi u ham alohida ulangan bo'lsa. Agar manba-drenaj kuchlanishi nol eshik kuchlanishida qo'llanilsa, u holda oqim ular orasidagi kanal orqali o'tadi. Nima uchun kristal orqali emas? Chunki pn birikmalaridan biri yopiladi.
Keling, darvoza manbasiga nisbatan salbiy kuchlanishni qo'llaymiz. Natijada paydo bo'lgan ko'ndalang elektr maydon elektronlarni kanaldan substratga "itaradi". Shunga ko'ra, kanalning qarshiligi oshadi va u orqali o'tadigan oqim kamayadi. Chiqish oqimi pasayib ketadigan eshik kuchlanishi bilan tushadigan bunday rejim deyiladi qashshoqlik.
Agar biz eshikka kuchlanishni qo'llasak, bu elektronlarning substratdan kanalga "kirib kelishiga" yordam beradigan maydon paydo bo'lishiga yordam beradi, u holda tranzistor ishlaydi boyitish rejimi... Bunday holda kanalning qarshiligi pasayadi va u orqali oqim ko'tariladi.
Yuqorida ko'rib chiqilgan izolyatsiya qilingan eshik tranzistorining dizayni p-n birikmasi bilan loyihalashga o'xshaydi, chunki nol bo'lmagan manba-drenaj kuchlanishidagi nol eshik oqimida ham dastlabki drenaj oqimi... Ikkala holatda ham, bu oqim uchun kanal bo'lishi bilan bog'liq qurilgan tranzistorning dizayniga. Ya'ni, aniq aytganda, biz MOS tranzistorlarining bunday kichik turini ko'rib chiqdik o'rnatilgan kanalli tranzistorlar.
Biroq, IGBT dala effektli tranzistorlarining yana bir turi mavjud - induktsiya qilingan (teskari) kanalli tranzistor... Nomidan, uning oldingisidan farqi allaqachon aniq - drenajning qattiq doplangan joylari va manba o'rtasida faqat eshikka ma'lum bir kutupluluk voltajı qo'llanilganda kanal mavjud.
Shunday qilib, biz kuchlanishni faqat manba va drenajga qo'llaymiz. Ularning orasidagi oqim oqmaydi, chunki ular bilan substrat orasidagi pn birikmalaridan biri yopiq.
Darvozaga kuchlanishni qo'llaymiz (to'g'ridan-to'g'ri manbaga nisbatan). Natijada paydo bo'lgan elektr maydoni elektronlarni og'ir doping qilingan hududlardan darvoza yo'nalishi bo'yicha substratga "tortadi". Va eshik kuchlanishi sirtga yaqin zonada ma'lum bir qiymatga yetganda, deyiladi inversiya o'tkazuvchanlik turi. O'sha. elektronlarning kontsentratsiyasi teshiklarning kontsentratsiyasidan oshib ketadi va drenaj va manba o'rtasida ingichka n-tipli kanal paydo bo'ladi. Transistor oqim o'tkaza boshlaydi, eshik kuchlanishi qanchalik baland bo'lsa.
Ushbu dizayndan aniq ko'rinib turibdiki, induktsiya qilingan kanalga ega tranzistor faqat boyitish rejimida ishlashi mumkin. Shuning uchun ular tez-tez almashtirish moslamalarida topiladi.
IGBT belgilar quyidagicha: 
Bu yerda
va - o'rnatilgan n-tipli kanal bilan;
b - o'rnatilgan p tipidagi kanal bilan;
yilda - substratdan chiqishi bilan;
r - induktsiya qilingan n-tipli kanal bilan;
d - induktsiyalangan p-tipli kanal bilan;
e - substratdan chiqishi bilan.
MIS tranzistorlarining statik xususiyatlari
O'rnatilgan kanalga ega tranzistorning drenaj va drenaj eshiklari xususiyatlari oilasi quyidagi rasmda keltirilgan:
Induktiv kanal transistorlari uchun bir xil xususiyatlar:
Ekzotik TIR tuzilmalari
Taqdimotni chalkashtirmaslik uchun men shunchaki ular haqida o'qishingiz mumkin bo'lgan havolalarga maslahat berishni xohlayman. Avvalo, bu barchaning sevimli Vikipediyasi, "Maxsus maqsadlar uchun TIR tuzilmalari" bo'limidir. Va bu erda nazariya va formulalar: qattiq jismlar elektronikasi bo'yicha o'quv qo'llanma, 6-bob, 6.12-6.15-bo'limlar. O'qing, qiziq!Dala effektli tranzistorlarning umumiy parametrlari
- Maksimal oqim oqimi qattiq eshik manbai voltajida.
- Drenaj manbaining maksimal kuchlanishi, bundan keyin buzilish sodir bo'ladi.
- Ichki (chiqish) qarshilik... Bu o'zgaruvchan tok uchun kanal qarshiligi (eshik manbai voltaji doimiy).
- Drenaj eshigi xususiyatlarining keskinligi... U qanchalik katta bo'lsa, tranzistorning eshik voltajining o'zgarishiga aniq javob beradi.
- Kirish impedansi... U teskari tomonli p-n birikmaning qarshiligi bilan aniqlanadi va odatda birliklarga va o'nlab megohmlarga etadi (bu dala effektli tranzistorlarni bipolyar "qarindoshlar" dan yaxshi ajratib turadi). Va dala effektli tranzistorlar orasida palma izolyatsiya qilingan eshikli qurilmalarga tegishli.
- Daromad - manba-drenaj voltajining o'zgarishini doimiy drenaj oqimidagi eshik-manba voltajining o'zgarishiga nisbati.
Ulanish diagrammasi
Bipolyar tranzistor singari, maydon effektli tranzistorni to'rtta qutbli qurilma sifatida ko'rish mumkin, unda to'rtta kontaktning ikkitasi to'g'ri keladi. Shunday qilib, uchta turdagi kommutatsiya davrlarini ajratish mumkin: umumiy manba bilan, umumiy eshik bilan va umumiy drenaj bilan. Ular bipolyar tranzistorlar uchun umumiy emitent, umumiy tayanch va umumiy kollektor sxemalariga juda o'xshash.
Ko'pincha ishlatiladi umumiy manba davri (va), ko'proq oqim va quvvat olish uchun.
Umumiy eshik davri (b) deyarli deyarli hech qanday kuchaytirmaydi va kirish qarshiligiga ega emas. Shu sababli, bunday almashtirish sxemasi amaliy qo'llanilishi cheklangan.
Umumiy drenaj davri (yilda) ham deyiladi manba izdoshi... Uning kuchlanish kuchayishi birlikka yaqin, kirish empedansi yuqori va chiqish empedansi past.
Dala ta'siridagi tranzistorlar va bipolyar tranzistorlar o'rtasidagi farqlar. Foydalanish sohalari
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ushbu ikki turdagi tranzistorlar orasidagi birinchi va asosiy farq shundaki, ikkinchisi oqimni o'zgartirish orqali, ikkinchisi esa kuchlanish bilan boshqariladi. Va bipolyar bilan taqqoslaganda dala effektli tranzistorlarning boshqa afzalliklari quyidagicha:- to'g'ridan-to'g'ri oqim va yuqori chastotada yuqori kirish impedansi, shuning uchun past boshqaruv yo'qotishlari;
- yuqori ishlash (ozchilik tashuvchilarning to'planishi va rezorbsiyasi yo'qligi sababli);
- dala effektli tranzistorlarning kuchaytiruvchi xossalari asosiy zaryad tashuvchilarni uzatilishi bilan bog'liq bo'lganligi sababli, ularning samarali kuchaytirilishining yuqori chegarasi bipolyarnikidan yuqori;
- yuqori harorat barqarorligi;
- shovqin darajasi past, chunki oz miqdordagi zaryad tashuvchilarni in'ektsiya qilish hodisasi dala effektli tranzistorlarda qo'llanilmaydi, bu esa bipolyar tranzistorlarni "shovqinli" qiladi;
- kam quvvat sarfi.
Dala effektli tranzistorlar qayerda ishlatiladi? Deyarli hamma joyda. Raqamli va analog integral mikrosxemalar, kuzatuv va mantiqiy qurilmalar, energiyani tejaydigan sxemalar, flesh-xotira ... Nima uchun hatto kvarsli soat va televizorning masofadan boshqarish pulti ham dala effektli tranzistorlarda ishlaydi. Ular hamma joyda,% habrauser%. Ammo endi ularning qanday ishlashini bilasiz!
