Устройство и принцип действия полевых транзисторов с изолированным затвором — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Лекция 12. Полевые транзисторы. Классификация, принцип действия, основные параметры, схемы включения и режимы работы

Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, ток в котором создаётся основными носителями зарядов (только электронами или только дырками). Заряды перемещаются в области, которая называется канал. Электрод, через который ток втекает в транзистор, называется исток (И). Прошедшие через канал заряды выходят из него через электрод, который называется сток (С). Движением зарядов управляет электрод, который называется затвор (З).

Классификация. В зависимости от типа проводимости канала различают полевые транзисторы с каналом типа p и типа n, а в зависимости от способа выполнения затвора – с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором. Условное графическое обозначение полевых транзисторов представлено на рис. 12.1. Стрелка показывает направление от слоя

p к слою n.

Тип затвора	Канал n -типа	Канал p -типа
С управляющим p-n переходом
С изолированным затвором и встроенным каналом
С изолированным затвором и индуцированным каналом

Рис. 12.1. Условное графическое обозначение полевых транзисторов

В 1926 году был открыт полевой эффект и указан его недостаток — поверхностные волны в металле не позволяли проникать полю затвора в канал. Однако в 1952 году Уильям Шокли исследовал влияние управляющего

p-n перехода на ток в канале, а в 1959 году Джон Аталла и Дэвон Канг из Bell Labs изготовили полевой транзистор с изолированным затвором по технологии МОП металлический (Al) затвор, изолятор оксид кремния (SiO₂) и канал-полупроводник (Si).

Система обозначений транзисторов была рассмотрена в лекции 6, и для полевых транзисторов, как и для биполярных, установлена отраслевым стандартом ОСТ 11336.919 – 81 и его последующими редакциями.

12.2. Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим p-n переходом

Рассмотрим физические процессы, происходящие в полевом транзисторе с управляющим

p-n переходом и каналом n -типа, схематичное изображение которого представлено на рис. 12.2.

Рис. 12.2. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом и каналом n -типа

Такая конструкция, в которой электроды расположены в одной плоскости, называется планарной. В исходном полупроводниковом материале методом диффузии создаётся легированная область n – канал. Затем на поверхности образуют сток, исток и затвор таким образом, что канал получается под затвором. Нижняя область исходного полупроводника – подложка – обычно соединяется с затвором.

Исток подключают к общей точке источников питания, и напряжения на стоке и затворе измеряют относительно истока.

Изменение проводимости канала осуществляется изменением напряжения, прикладываемого к p-n переходам затвора и подложки. На рис. 12.3. представлены графики статических характеристик. Поскольку ток затвора не зависит от напряжения U _ЗИ, входная характеристика отсутствует. Вместо неё применяется сток — затворная характеристика передачи . Выходная характеристика – это зависимость тока стока от напряжения на стоке при фиксированном напряжении на затворе .

Рис. 12.3. Статические характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом

При U _ЗИ = 0 толщина p-n – переходов затвора и подложки минимальна, канал «широкий» и проводимость его наибольшая. Под действием напряжения U _СИ по каналу будет проходить ток, создаваемый основными носителями зарядов – электронами. На участке напряжений от 0 до U _СИ.НАС ток будет нарастать и достигнет величины I _С.нач – начального тока стока. Дальнейшее увеличение напряжения на стоке повышает напряжённость поля в запорном слое p-n переходов затвора и подложки, но не увеличивает ток стока. Когда напряжение на стоке достигнет

U _{СИ.макс}, может наступить электрический пробой по цепи сток – затвор, что показывает вертикальная линия роста тока на выходной характеристике.

Если отрицательное напряжение на затворе увеличивать, то, в соответствии с эффектом Эрли, толщина p-n – переходов затвора и подложки начнёт увеличиваться за счёт канала, сечение канала будет уменьшаться. Ток стока будет ограничен на меньшем уровне. Если и дальше увеличивать отрицательное напряжение на затворе, то, при некоторой его величине, называемой напряжением отсечки U _ЗИотс, p-n переходы затвора и подложки сомкнутся и перекроют канал.

Движение электронов в канале прекратится, ток стока будет равен нулю, и не будет зависеть от напряжения на стоке.

Следовательно, полевой транзистор с управляющим p-n –переходом до напряжения на стоке U _СИ.НАС работает как регулируемое сопротивление, а на горизонтальных участках выходных характеристик может использоваться для усиления сигналов в режиме нагрузки.

Отличие полевых транзисторов с изолированным затвором состоит в том, что у них между металлическим затвором и полупроводником-каналом находится слой диэлектрика, в качестве которого используется слой двуокиси кремния SiO

2, выращенный на поверхности кристалла кремния методом высокотемпературного окисления. Существуют два типа полевых транзисторов с изолированным затвором: с индуцированным каналом и с встроенным каналом.

Рассмотрим принцип действия полевого транзистора с индуцированным каналом n -типа, упрощённая конструкция которого представлена на рис. 12.4.

Основой транзистора является подложка – пластина Si с проводимостью р типа и с высоким удельным сопротивлением. На поверхности подложки методом диффузии создаются две сильно легированные области с проводимостью

n типа, не соединённые между собой. К ним подключают металлические контакты, которые будут выводами стока и истока. Поверхность пластины покрывают слоем SiO₂, на который между стоком и истоком наносят слой металла – затвор. Подложку обычно электрически соединяют с истоком.

При U _ЗИ = 0, даже если между стоком и истоком приложено напряжение, транзистор закрыт, и в цепи стока протекает малый обратный ток p-n перехода между стоком и подложкой (рис. 12.4, а).

а)	б)

Рис. 12.4. Конструкция и принцип действия полевого транзистора с индуцированным каналом:

а – при U _ЗИ = 0; б – при U _ЗИ > порогового значения

При подаче на затвор положительного относительно истока напряжения электрическое поле затвора через диэлектрик проникает на некоторую глубину в приконтактный слой полупроводника, выталкивая из него вглубь полупроводника основные носители зарядов (дырки) и притягивая электроны. При малых напряжениях U _ЗИ под затвором возникает обеднённый основными носителями зарядов слой и область объёмного заряда, состоящего из ионизированных атомов примеси.

При дальнейшем увеличении положительного напряжения на затворе в поверхностном слое полупроводника происходит инверсия электропроводности (рис. 12.4, б). Образуется тонкий инверсный слой – канал – соединяющий сток с истоком. Напряжение на затворе, при котором образуется канал, называется пороговым напряжением.

Изменение напряжения на затворе вызывает изменение толщины и электропроводности канала, а, следовательно, и ток стока.

На рис. 12.5 представлены графики статических характеристик полевого транзистора с индуцированным каналом n -типа.

Рис. 12.5

. Графики статических характеристик полевого транзистора с индуцированным каналом n -типа

Режим работы полевого транзистора, при котором канал обогащается носителями зарядов при увеличении напряжения на затворе, называется режимом обогащения.

Отсутствие тока стока при нулевом напряжении на затворе, а также одинаковая полярность напряжений U _ЗИ и U _СИ у транзисторов с индуцированным каналом позволяет использовать их в экономичных цифровых микросхемах.

Рассмотрим теперь принцип действия полевого транзистора с

встроенным каналом n -типа, упрощённая конструкция которого аналогична конструкции, представленной на рис. 12.4, б.

На стадии изготовления такого транзистора между областями стока и истока методом диффузии создаётся тонкий слаболегированный слой – канал – с таким же типом проводимости, как у стока и истока.

При U _ЗИ = 0, когда между стоком и истоком приложено напряжение, транзистор открыт, и в цепи стока протекает ток. Отрицательное напряжение, приложенное к затвору относительно истока, будет выталкивать электроны из канала и втягивать в канал дырки из подложки. Канал обедняется основными носителями зарядов, его толщина и электропроводность уменьшаются. При некотором отрицательном напряжении на затворе, называемом напряжением отсечки, канал закрывается, ток стока становится равным нулю.

Увеличение положительного напряжения на затворе вызывает приток электронов из подложки в канал. Канал обогащается носителями, ток стока возрастает.

Таким образом, транзистор с встроенным каналом может работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения.

На рис. 12.6 представлены графики статических характеристик полевого транзистора с встроенным каналом n -типа.

Рис. 12.6. Графики статических характеристик полевого транзистора с встроенным каналом n -типа

---

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

---



4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Структура и принцип действия ПТ

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом (ПТУП) – это полевой транзистор, затвор которого отделен в электрическом отношении от канала p-n—переходом, смещенным в обратном направлении (рис. 4.14).

Электрод, из  которого в канал входят носители заряда, называют истоком; электрод, через который  из  канала уходят носители заряда, – стоком; электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, – затвором. При подключении к истоку отрицательного (для n-канала), а к стоку положительного напряжения в канале возникает электрический ток, создаваемый движением электронов от истока к стоку, т.е. основными носителями заряда. В этом заключается существенное отличие полевого транзистора от биполярного. Движение носителей заряда вдоль электронно-дырочного перехода (а не через переходы, как в биполярном транзисторе) является второй характерной  особенностью полевого транзистора.

При отсутствии напряжения на входе (U_зи = 0) ток I_с, создаваемый этими электро­нами, определяется напряжением стока (U_си) и сопротивле­нием канала, зависящим от его поперечного сечения.

При подаче на переход обратного  напряжения U_зи < 0, его ширина равномерно увеличивается, сечение канала уменьшается по всей его длине и сопротивление канала возрастает. Самое низкое сопротивление канала и соответственно самый большой ток через него будет при нулевом напряжении на затворе (U_зи = 0), затем  по мере увеличения ширины перехода при возрастании U_зи и соответственно уменьшении сечения канала ток будет падать, и при некотором напряжении  на затворе произойдет смыкание переходов, канал полностью перекроется и ток через него перестанет протекать. Это напряжение называется напряжением затвор-исток отсечки (U_{зи отс}). Канал в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 4.15.

Характеристики  ПТУП

Выходные характеристики транзистора. На рис. 4.16 изображено семейство статических выходных характеристик I_с = f (U_си) при различных значениях напряжения на затворе U_зи.

Каждая характеристика имеет два участка – омический (для малых U_си) и насыщения (для больших U_си). При U_зи = 0 с увеличением напряже­ния U_с ток I_с вначале нарастает почти линейно, однако далее характеристика перестает подчиняться закону Ома. Ток I_с начинает расти медленно, ибо его увеличение приводит к повышению падения напряжения в канале и возрастанию потенциала вдоль канала от истока к стоку. Потенциал же затвора одинаков по всей длине.

Появляется разность потенциалов между каналом и затвором, которая увеличивается в сторону стока. Вследствие этого толщина запирающего слоя увеличивается клинообразно (рис. 4.17) и сопротивление  канала также увеличивается, а возрастание тока I_С замедляется. При напряжении насыщения U_{си нас} = U_{зи отс} сечение канала у стока приближается к нулю, и рост тока стока I_с прекращается.

Реальные характеристики в области насыщения имеют небольшой наклон. Незначительное увеличение тока стока в режиме насыщения при повышении напряжения U_си объясняются некоторым уменьшением эффективной длины канала при расширении перекрытого участка.

Следующая характеристика, снятая при некотором обратном напряжении затвора (U~~_зи), когда запирающий слой имеет большую толщину при тех же значениях U_си, будет более пологой на начальном участке, и насыщение наступит раньше, при меньших значениях

U~~_{си нас} = U_{зи отс  –} U~~_зи.

Передаточные (стоко-затворные) характеристики (рис. 4.18)  представляют собой зависимости тока стока от напряжения на затворе при постоянном напряжении  на стоке 

I_с = f(U_зи) ׀_{Uси = const}.

Характер этой зависимости ясен из принципа действия полевого транзистора. Ток стока имеет максимальную величину при отсутствии напряжения на затворе    (U_зи = 0), когда толщина канала максимальна. При подаче обратного напряжения  на затвор переход расширяется, толщина канала уменьшается, сопротивление возрастает, и ток стока уменьшается. Когда напряжение на затворе  достигает величины U_{зи отс}  ,  канал полностью перекрывается  и ток стока падает до минимального значения.

Входная характеристика ПТУП – это зависимость I_з = f (U_зи). Представляет собой обратную ветвь ВАХ  p-n-перехода (рис. 4.19).

Параметры ПТУП

Основным параметром, ис­пользуемым при расчете усилительного каскада с полевым транзистором, является статическая крутизна характеристики прямой передачи, т. е.  отношение изменения тока стока к изменению напряжения ме­жду затвором и истоком:

.

Крутизна обычно измеряется в миллиамперах на вольты и для типовых транзисторов она равна от десятых долей до единиц  миллиампер на вольт. Крутизна характеризует управляющее действие затвора.

Дифференциальное выходное сопротивление опреде­ляется следующим образом:

.

Оно составляет, примерно от десятков до сотен килоом.

Статиче­ский коэффициент усиления по напряжению равен:

.

Он показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе воздействует эффективнее на ток стока, чем изменение напряжения на стоке.

Входное дифференциальное сопротивление равно:

.

Входное сопротивление имеет значение от сотен килоом до десятков мегаом.

Поскольку характеристики полевого транзистора нелинейны, значения дифференциальных параметров зависят от выбранного режима работы по постоянному току.

Эквивалентная схема ПТУП

Основным элементом эквивалентной схемы полевого транзистора (рис. 4.20), характеризующим усилительные свойства прибора, является зависимый генератор тока SU_зи.  Частотные и импульсные характеристики транзистора определяются  емкостями электродов: затвор – сток (C_зи), затвор – сток (C_зс), сток – исток (C_си). Емкости C_зи и C_зс зависят от площади затвора  и степени легирования канала, емкость C_зс – самая маленькая среди рассмотренных.

Сопротивления утечки R_зс, R_зи, R_зс весьма велики, и учитываются, как правило, при расчете электрических усилительных каскадов постоянного тока. При расчете импульсных каскадов и усилительных каскадов переменного тока их не учитывают, поскольку проводимость емкостей обычно всегда больше шунтирующих их проводимостей утечки электродов.

Схемы включения полевого транзистора

Полевой транзистор в качестве элемента схемы представляет собой активный несимметричный четырехполюсник, у которого один из зажимов является общим для цепей входа и выхода. В зависимости от того, какой из электродов полевого транзистора подключен к общему выводу, различают схемы (рис. 4.21):

1) с общим истоком  и входом на затвор;

2) с общим стоком и входом на затвор;

3) с общим затвором и входом на исток.

Температурная зависимость параметров ПТУП

При изменении температуры  свойства  полупроводниковых материалов изменяются. Это приводит к изменению параметров полевого транзистора, в первую очередь, тока стока, крутизны и тока утечки затвора.

Зависимость изменения тока стока от температуры определяется двумя факторами: контактной разностью потенциалов p-n-перехода и изменением подвижности основных носителей заряда в канале. При повышении температуры контактная разность потенциалов уменьшается, ширина перехода также уменьшается, канал расширяется, сопротивление его падает, а ток стока увеличивается. Но повышение температуры приводит к  уменьшению подвижности носителей заряда в канале и тока стока. Первое сказывается при малых токах стока, второе – при больших.

При определенных условиях действие этих факторов взаимно компенсируется, и ток полевого транзистора не зависит от температуры. На рис. 4.22 приведены стоко-затворные характеристики при различных температурах окружающей среды и указано положение термостабильной точки (ТСТ).

Для кремниевых транзисторов крутизна (S) с увеличе­нием температуры уменьшается. С повышением температуры увели­чивается собственная проводимость полупроводника, возрастает входной ток затвора (I_з) через переход и, следовательно, уменьшается R_вх. У полевых кремниевых транзисторов с p-n-переходом при комнатной температуре ток затвора порядка 1 нА. При увеличении температуры ток удваивается на каждые 10 °С. Хотя абсолютное изменение тока незначительно, его надо учитывать при больших сопротивлениях в цепи затвора. В этом случае изменение тока затвора может вызвать существенное изменение напряжения на затворе полевого транзистора и режима его работы.

Объяснение значения, типов и принципов работы

• Новостная рассылка
• Белая бумага
• Вебинары

Откройте для себя PCIM Europe

• Продукты и приложения
• Новости отрасли
• Исследования и разработки
• Инструменты и программное обеспечение
• Эксперты
• Услуги

24. 04.2023 От Венера Кохли Время чтения: 5 мин

Связанные поставщики

Диотек Полупроводник АГ Würth Elektronik ICS GmbH & Co. KG Микрочип ООО

JFET представляет собой полевой транзистор, который управляет протеканием тока посредством изменения напряжения. Униполярный JFET используется как резистор, переключатель, усилитель и многое другое. В этой статье объясняется символ JFET, типы, операции, преимущества и области применения. Это также объясняет различия между двумя широко используемыми полевыми транзисторами — JFET и MOSFET.

JFET является аббревиатурой полевого транзистора. В конце статьи вы найдете сравнение JFET с популярным транзистором типа MOSFET.

(Источник: Kuzmick — stock.adobe.com)

Что такое JFET

Концепция полевых транзисторов была впервые запатентована двумя инженерами-электриками в 1925 и 1934 годах. полевой транзистор. Однако точечный контакт и биполярный переходной транзистор (BJT) были первыми транзисторами, которые были изобретены и продемонстрированы. Было предпринято много неудачных попыток изобрести полевой транзистор, но в 1952-1953, был построен первый полевой транзистор (JFET).

JFET определение

Полевой транзистор с переходом (JFET) представляет собой управляемое напряжением устройство с тремя выводами, широко используемое в цифровых схемах. Униполярный полевой транзистор имеет внутри своей структуры два PN-перехода. JFET работает по принципу обедненной области и обеспечивает протекание тока за счет обратного смещения клемм затвор-исток. В зависимости от примесей существует два типа транзисторов JFET: JFET с каналом n и JFET с каналом p.

Объяснение символа JFET

Направление стрелки в символе JFET объясняет направление тока затвора.

• Для n-канального JFET-транзистора стрелка движется к устройству.

• Для p-канального транзистора JFET стрелка удаляется от устройства.

Рис. 1. Объяснение символа JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Стрелка может иногда появляться в центре устройства, а круг может охватывать или не охватывать JFET.

Два типа полевых транзисторов JFET

Транзистор JFET имеет три вывода: затвор, сток и исток. Как и в BJT, исток аналогичен эмиттеру, а сток — коллектору. JFET построен с использованием металлических контактов и легирования транзистора пятивалентными и трехвалентными примесями. Профиль легирования зависит от типа используемого JFET. Существует два типа транзисторов JFET: n-канальный JFET и p-канальный JFET.

JFET типа N

JFET с каналом n содержит материал N-типа между выводами стока и истока. Два материала P-типа встроены вдоль металлических контактов клеммы затвора. Наличие двух материалов P-типа образует два PN-перехода внутри полевого транзистора JFET.

Рис. 2. n-канальный JFET.

(Источник: Venus Kohli)

P-тип JFET

P-канальный JFET содержит материал P-типа между выводами стока и истока. Два материала N-типа встроены вдоль металлических контактов клеммы затвора. Наличие двух материалов N-типа образует два PN-перехода внутри полевого транзистора JFET.

Рис. 3. P-канальный JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Когда транзистор JFET работает как усилитель, он имеет три топологии:

• Общий исток

• Общий затвор

• Общий сток (истоковой повторитель)

N-канальный усилитель JFET с общим истоком является предпочтительной конфигурацией.

Как работает JFET?

Рассмотрим работу n-канального JFET транзистора.

Случай 1: В _GS = 0, В _DS > 0– В _ДС = В _Сток

Рис. 4. Работа n-канального JFET-транзистора (вариант 1).

(Источник: Venus Kohli)

На клемме стока напряжение В _DS — некоторое положительное напряжение больше нуля. Но клемма источника находится на земле 0В. Очевидно, это означает, что по длине n-канала от стока к истоку напряжение падает в несколько раз. Положительный потенциал V _DS притягивает электроны из канала к источнику. Условный ток I _D течет от стока к истоку. Поскольку n-канал оказывает сопротивление потоку электронов, его можно рассматривать как сеть сопротивлений.

Эквивалентная резистивная последовательная цепь из четырех напряжений объясняет падение напряжения по длине n-канала JFET. Допустим В _ДС = 4В и последовательное соединение четырех резисторов по длине канала. Сопротивление каждого резистора 1 Ом.

В соответствии с законом Ома V = IR,

Падение напряжения в каждой точке составляет 3 В, 2 В, 1 В и, в конечном итоге, 0 В на земле источника.

Рис. 5. Последовательная резистивная цепь внутри JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Резистивная сеть объясняет, что ширина области истощения увеличивается по направлению к терминалу стока. Область истощения по направлению к исходному терминалу уже, чем вышеперечисленные слои. Клемма затвор-исток имеет более низкий потенциал по сравнению со смещением сток-исток. Это означает, что PN-переход на клемме затвора смещен в обратном направлении.

Напряжение отсечки

В _GS = 0, В _DS = В _П

Ас В _ДС увеличивается, область истощения начинает увеличиваться вблизи стокового терминала. Когда напряжение сток-исток В _DS достигает напряжения отсечки В _P , кажется, что оба обедненных слоя соприкасаются. Однако области истощения никогда не соприкасаются из-за электростатического отталкивания и пропускают ток.

Рис. 6. Передаточные характеристики JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Ток I _D увеличивается с увеличением V _DS t до штифта ch-off точка. Ток I _D достигает насыщения, чтобы стать постоянным и не увеличивается с увеличением V _DS . Ток стока в точке отсечки равен I _ДСС . JFET действует как источник постоянного тока при напряжении отсечки В _P .

Случай 2: В _GS < 0, В _DS > 0 — В _DS < В _Слив

Рисунок 7 , Работа n-канального полевого транзистора JFET (случай 2).

(Источник: Венера Кохли)

Когда V _GS делается более отрицательным, а V _DS положительным, но меньшим, чем в предыдущем случае V 9010 8 _Слив , см. рис. 8.

Рис. 8 , Работа n-канального полевого транзистора JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Уровень насыщения может быть достигнут с гораздо меньшим значением V _DS , потому что PN переходы становятся более смещенными в обратном направлении. Значение напряжения отсечки V _P экспоненциально падает.

Рис. 9. Передаточная характеристика JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Характеристики JFET

Характеристики JFET представляют собой график тока стока I _D по оси Y в зависимости от напряжения сток-исток В _ДС по оси X для разных значений напряжения затвор-эмиттер В _GS .

Подпишитесь на рассылку новостей сейчас

Не пропустите наш лучший контент

Деловая электронная почта

Нажав «Подписаться на рассылку новостей», я даю согласие на обработку и использование моих данных в соответствии с формой согласия ( пожалуйста, разверните для подробностей) и примите Условия использования. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Развернуть для подробностей вашего согласия

Характеристики JFET.

(Источник: Venus Kohli)

Характеристический график объясняет, что ток стока I _D получает постоянное значение при дальнейшем увеличении напряжения сток-исток В _DS .

Когда напряжение сток-исток В _DS достигает максимального уровня, в JFET начинает происходить пробой.

Преимущества JFET

JFET имеет много преимуществ по сравнению с другими транзисторами:

• JFET меньше по размеру

• На одной микросхеме изготавливается больше JFET, поскольку она занимает меньше места

• JFET имеет высокое входное сопротивление 9000 4

• JFET необходимо низкий входной ток

• JFET потребляет меньше энергии

• JFET обеспечивает очень высокий коэффициент усиления по мощности

• JFET производит меньше шума на высоких частотах

• JFET более термически стабилен, чем другие переходные транзисторы

• JFET действует как источник постоянного тока

Каковы наиболее распространенные области применения JFET?

Применение JFET:

• Резистор, управляемый напряжением (VCR)

• Резистор с переменным напряжением (VVR)

• Преобразователь сигнала

90 002

Переключатель

• Усилитель

• Интегральные схемы (ИС)

• Источник постоянного тока

• аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи

• Выборка и хранение схемы

JFET против MOSFET: Что такое разница?

9047 7

Терминал ворот

90 495

Параметр	JFET	МОП-транзистор ЭТ
Функция	JFET представляет собой полевой транзистор, который позволяет протекать току благодаря переходам	MOSFET позволяет протекать току за счет электрического поля
Терминал ворот при непосредственном контакте с металлическим контактом	Вывод затвора изолирован от устройства слоем диоксида кремния
Температурный коэффициент	Отрицательный температурный коэффициент	Положительный температурный коэффициент
9047 9 Принцип работы	Работает по принципу обедненной области	Работает по принципу электрического поле из-за плоского конденсатора
Моды	Существуют только JFET в режиме истощения, нет режима расширения	Существуют полевые МОП-транзисторы в режиме истощения и режима улучшения
Входное сопротивление	Ниже, чем у MOSFET	Выше, чем у JFET
Сопротивление дренажу	Высокое сопротивление дренажу	Низкое сопротивление дренажу
Процесс изготовления	Сложный, но менее дорогой	Простой, но дорогой
Применение	Цифровые схемы	Широко используется в ИС

(ID:49416645)

Принцип действия полевого транзистора • Императорские электромонтажные работы

Содержание

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР

Существует два основных типа транзисторов

1. Биполярный переходной транзистор (BJT) :- устройство, управляемое током, в котором выходные характеристики управляются током базы
2. Полевой транзистор (FET) : — выходные характеристики управляются входным напряжением, т. е. электрическим полем

Типы FET

• Полевой транзистор с переходом (JFET)
• Металлооксид-полупроводник Полевой транзистор (MOSFET)

Два типа транзисторов отличаются как рабочими характеристиками, так и внутренней конструкцией.
BJT назван так потому, что в процессе проводимости участвуют как дырки, так и электроны. Хотя проблема низкого входного импеданса может быть решена тщательным проектированием и использованием более одного транзистора.

имеет значительный уровень шума.

Разница между JFET и BJT

• Только один тип носителя, дырки в канале p-типа и электрон в канале n-типа в JFET, В то время как электрон и дырки участвуют в проводимости в BJT

• JFET имеет высокий входной импеданс, так как входная цепь смещена в обратном направлении, В то время как входная цепь биполярного транзистора смещена в прямом направлении, следовательно, он имеет низкий входной импеданс

• Ток не поступает на затвор JFET, т. е. IG = 0, ПОКА базовый ток биполярного транзистора составляет несколько мкА

• JFET использует напряжение, подаваемое на затвор, для управления током между стоком и истоком, В то время как BJT использует ток, подаваемый на базу, для управления большим током между коллектором и эмиттером

• В JFET нет перехода, как в BJT. Проводимость через полупроводниковый материал n-типа или p-типа, по этой причине уровень шума в BJT очень мал соединения по бокам, как показано на рисунке ниже. Стержень образует проводящий канал для носителей заряда. Если стержень n-типа, он называется n-канальным JFET, а если стержень p-типа, он называется p-канальным JFET. Два диода, образующие pn-переходы, соединены внутри, а общая клемма, называемая затвором, выведена наружу. Другие терминалы истока и стока вынесены из штанги. Таким образом, полевой транзистор JFET имеет по существу три вывода: затвор (G), исток (S) и сток (D). канала можно варьировать изменением обратного напряжения ВГС.
  Два p-n соединения сторон из двух слоев обеднения . Токопроводимость носителей заряда осуществляется через канал между двумя обедненными слоями и из стока. Шириной, а следовательно, и сопротивлением этого канала можно управлять, изменяя выходное напряжение ВГС. Чем больше обратное напряжение VGS, тем шире слои обеднения и уже будет проводящий канал. Более узкий канал означает большее сопротивление и, следовательно, ток между истоком и стоком уменьшается. Обратный случай при уменьшении ВГС . Величина тока (Is) может заряжаться от переменного ВГС.

  Работа полевого транзистора JFET

  Когда между клеммами стока и истока подается напряжение VGS, а Vas равен нулю, два p-n перехода по бокам стержня образуют обедненные слои. Электроны будут течь от истока к стоку через канал между обедненными слоями. Размер этих слоев определяет ширину канала и, следовательно, проводимость тока через шину.