Мощные радиационностойкие полевые транзисторы 2П7160 АЕЯР.432140.374ТУ в металлостеклянных корпусах с приемкой ВП

Мощные переключательные МОП транзисторы с n-каналом используются в различных областях электронной техники: устройствах коммутации многоканальных систем, вторичных источниках питания, схемах управления электродвигателями, системах терморегулирования и приводах солнечных батарей, космических аппаратах и другой специальной аппаратуре.

МОП транзисторы изготавливаются в плоских металлостеклянных корпусах с планарными выводами КТ-97A, КТ-97B, КТ-97C. Масса транзистора в корпусе КТ-97A — 5 г, КТ-97B — 8,5 г, КТ-97C — 10 г.

Основные электрические параметры

Наимено­вание изделия	Тип корпуса	Покры­тие кор­пуса	UСИ max, B	IС max, A	IС(И) max, A	RСИ отк, Ом	PС max, Вт
2П7160А 2П7160А1	КТ-97C	Au Ni	30	46	70	0,006 (IС = 20 А, UЗИ = 12 В)	125
2П7160Б 2П7160Б1	КТ-97A	Au Ni	100	20	50	0,048 (IС = 15 А, UЗИ = 10 В)	75
2П7160В 2П7160В1	КТ-97B	Au Ni	200	35	70	0,080 (IС = 12 А, UЗИ = 10 В)	125
2П7160Г 2П7160Г1	КТ-97C	Au Ni	400	23	46	0,200 (IС = 10 А, UЗИ = 10 В)	150
2П7160Д 2П7160Д1	КТ-97C	Au Ni	500	20	46	0,230 (IС = 10 А, UЗИ = 10 В)	150
2П7160Е 2П7160Е1	КТ-97B	Au Ni	60	35	70	0,008 (IС = 15 А, UЗИ = 10 В)	150
2П7160Ж 2П7160Ж1	КТ-97A	Au Ni	100	20	50	0,036 (IС = 15 А, UЗИ = 10 В)	100
2П7160И 2П7160И1	КТ-97C	Au Ni	200	35	70	0,055 (IС = 12 А, UЗИ = 10 В)	150
2П7160К 2П7160К1	КТ-97C	Au Ni	600	20	46	0,270 (IС = 10 А, UЗИ = 10 В)	150

Каждый типономинал содержит две группы вариантов исполнения:

• вариант исполнения в корпусах с покрытием на основе золота;
• вариант исполнения в корпусах с покрытием на основе никеля (в окончании обозначения типономинала цифра «1».

Условное обозначение транзисторов при заказе и в конструкторской документации другой продукции:

Транзистор 2П7160А АЕЯР.432140.374ТУ.

Транзистор 2П7160А1 АЕЯР.432140.374ТУ.

Транзистор рекомендуется прижать к теплоотводу прижимом.

Рекомендуемый крутящий момент не более 28 Н·см для корпуса КТ-97А, не более 36 Н·смдля корпуса КТ-97В, не более 48 Н·см для корпуса КТ-97С.

Для улучшения теплового контакта рекомендуется наносить на нижнее основание корпуса транзисторов пасту типа КПТ-8 ГОСТ 19783-74.

PSMN020-150W и PSMN040-200W, полевые транзисторы для работы в линейном режиме плюс «довесок» в виде IRFP260M

$0.34

Перейти в магазин

Не так давно у меня был обзор каких-то совсем «диких» непонятных транзисторов под маркировкой IXUS, которые были куплены на ТаоБао для электронной нагрузки. Но прошло время и я опять решил рискнуть заказав еще разных транзисторов, которые изначально предполагают работу в DC режиме, потому подходят для использования в силовом узле электронных нагрузок.

Я не буду рассказывать о нюансах, скажу лишь что редко какие полевые транзисторы рассчитаны на нормальную работу в линейном режиме с большой рассеиваемой мощностью, чаще всего она ограничена на уровне 30-50 Ватт в зависимости от корпуса, напряжения и других характеристик.
Но есть транзисторы, для которых этот режим является нормальным и они могут работать практически «на полную».

В прошлый раз китаец меня жестоко обманул, подсунув вместо транзисторов IXUS неизвестно что. Я уже как-то даже начал думать над вариантами покупки оригиналов, ну или ставить кучу более известных IRFP250, 460 и т.п. Но потом совершенно случайно вспомнил, что в комплекте к моей первой электронной нагрузке давали интересный транзистор с маркировкой PSMN. Открыв опять даташит я убедился что действительно транзисторы могут нормально работать в таком режиме, но мало того, IXUS знают наверно почти все, а вот что такое PSMN, думаю известно меньшему количеству радиолюбителей, хотя это также известная фирма — Philips Semiconductors.

Получил я в итоге три кучки транзисторов, аккуратно расфасованные в пакетики.

Всего было заказано 3 типа транзисторов, 13, 11 и 7 штук.

Но начну рассказ не с PSMN, а с более знакомых IRFP260M и сразу отвечу на резонный вопрос, кирич, вот нафига зачем ты их купил? Да если честно, то просто «за компанию» и отчасти из-за особенностей покупки на ТаоБао где стоимость доставки товара по Китаю обычно фиксирована, потому в итоге они мне вышли по 21 центу + услуга перевозчика.

И так, IRFP260M, стоимость $0.21, ссылка.

Картинка продавца

Что получил, разница пожалуй только в том что у продавца на фото они чище, но это нормально, транзисторы БУ и для фото их отмыли.

Полный даташит можно скачать здесь, я нижу буду приводить только краткие вырезки.

Общее описание.

Внимание, данные транзисторы не предназначены для работы в линейном режиме, хотя и могут так использоваться с ограничением мощности рассеивания на уровне 40-50 Ватт так как ориентированы под ключевой режим.

Выглядят нормально, выводы длинные, но очень похоже что выводы наварены, я подобные упоминания неоднократно встречал в отзывах. Для серийных изделий не стал бы использовать, а вот для своих каких-то поделок вполне.

Немножко тестов.
Основные параметры, которые я обычно измеряю у транзисторов и сравниваю с теми что приведены в документации, это емкость затвора и сопротивление в открытом состоянии, в случае подделок они чаще всего заметно отличаются.

В основном емкость затвора была как в даташите, около 4100-4300пФ, но у одного была около 5500 и еще нашелся один странный, сначала подключил и решил что он неисправен, так как показал что затвор скорее всего в обрыве, но пошевелил выводы и он показал 5300пФ. Скорее всего последний транзистор имеет где-то плохой контакт, потому использовать я его не буду.

Сопротивление измерялось в диапазоне напряжения затвора от 1 до 15 Вольт с шагом 0.5 Вольта, но ниже приведу его для четырех напряжений — 3, 5, 10 и 15 Вольт.

Могу построить график зависимости сопротивления от напряжения на затворе, но не вижу в этом смысла.
При 5 Вольт сопротивление 60мОм, при 10 и 15 почти одинаковое и составляет около 34-35мОм, что вполне подходит под заявленные «менее 40».

А вот это уже куда более интересные транзисторы, потому заказал я их больше.

PSMN020-150W, цена $0.35, ссылка.
Со ссылкой есть некоторая странность, когда я пишу обзор товаров с тао, то беру ссылки со страницы заказа у посредника, так удобнее. Но в данном случае эта ссылка меня почему-то вывела на другой лот с другой картинкой и соответственно другими транзисторами, хотя у посредника показывала все правильно и получил я именно то, что заказывал. А выкинула она меня на IXFB100N50P — ссылка.

Фото со страницы товара именно заказанных транзисторов.

Как и в предыдущем случае, внешне совпадают, только мои грязнее.

Здесь я выделил сразу несколько групп имеющих разную кодовую маркировку, получилось 4 основные группы. На мой взгляд само то, что маркировка у них отличается, допускает что это все таки оригинал.

Ссылка на полный даташит, кстати есть еще сокращенный, без графиков.

Здесь на графике ОБР явно выделен режим DC и если посмотреть, то он перекрывает диапазон мощностей до 300 Ватт, но следует учитывать, что это все совсем не означает что вы сможете при помощи такого транзистора рассеивать все 300 Ватт, так как придется обеспечить при этом температуру в 25 градусов, а согласно другому графику при температуре корпуса 100 градусов следует ее ограничить на уровне 150 Ватт (50%).

Здесь транзисторы явно БУ, видны следы термопасты, герметика, потертости, короткие выводы

Параметры из даташита.

Емкость затвора согласно даташиту 9537пФ, при моих измерениях вышло от 9557 у одного и до 11060 у двух, остальные имели емкость около 10400пФ.

Сопротивление при напряжении 3, 5, 10 и 15 Вольт соответственно 27 Ом и 17, 12.5 и 12.1 мОм.

Третьи транзисторы из той же линейки что и предыдущие, основное отличие в напряжении и соответственно токе/сопротивлении.
PSMN040-200W, цена $0.28, ссылка.

Кстати, в маркировке обозначено напряжение и внутреннее сопротивление, соответственно PSMN040-200W это 40мОм 200 Вольт, а PSMN020-150W это 20мОм и 150 Вольт.

Фото товара появилось уже после того как я купил и получил транзисторы, изначально там было пустое место, потому покупал я по сути «кота в мешке». Заметил что все фото сделаны на одном и том же фоне, а значит скорее всего эти фото действительно сделаны продавцом.

Фото полученного товара.

Здесь также выделяются несколько групп, сходных по кодовой маркировке.

Ссылка на даташит и несколько скриншотов из него.

График ОБР похож на PSMN020-150W, но с учетом более высокого напряжения, например у PSMN020-150W было до 150 Вольт 2 Ампера, здесь соответственно до 200 Вольт 1.5 Ампера, лично на мой взгляд эти транзисторы лучше подходят для электронных нагрузок.

Внешне такие же как и предыдущие, конечно с учетом отличия в маркировки 🙂

И электрические характеристики.

По даташиту емкость затвора примерно как у предыдущих, около 9500пФ, измеренная также как и у PSMN020-150W, около 10500пФ, но один попался с 11330.

Сопротивление открытого канала при напряжении 3, 5, 10 и 15 Вольт соответственно 55 Ом и 28, 22 и 21.5 мОм, т.е. примерно в два раза больше чем у PSMN020-150W, все корректно.

Мне как-то в комментариях написали что я неправильно бутерброд ем измеряю, в общем-то да, согласен, сопротивление открытого канала измеряют под током и потому я собрал такой вот стенд.
В качестве источника я использовал не блок питания, выход которого нагружал бы открытым транзистором, а аккумулятор, который нагружал при помощи электронной нагрузки через проверяемый транзистор, на затвор подавалось напряжение 10 Вольт согласно даташиту.

Перед тестом аккумулятор был полностью заряжен.

IRFP260M тестировался последним, но чтобы не нарушать порядок, привожу сначала его.
И здесь у меня вылезла ошибка, дело в том, что когда я смотрел значение тестового тока, то совершенно случайно ткнул 250 вместо 260 и получил данные для IRFP250M, а так как проверял последним, то не заметил этого. Разница в том, что у IRFP250 данные приведены для тока 18 Ампер, а у 260 для 28 Ампер.
Кроме того это значение приводится для импульса шириной менее 300-400мкс, но мне придется проверять при длительной нагрузке.

Сразу после запуска напряжение было около 730мВ, но по мере прогрева начало расти и на фото попало уже 757мВ. Как я писал выше, ошибочно был установлен ток 18 Ампер, что с учетом напряжения дает нам 730/18=40.5мОм. В даташите для импульса до 400мкс указано 40 мОм максимум, так что думаю можно считать что результат очень даже неплох.

PSMN020-150W
Здесь параметры декларируются для того же напряжения на затворе, но при токе 25 Ампер, из-за ограничений по току у электронной нагрузки был установлен ток 20 Ампер, но не думаю что это сильно повлияло на результат.

Сопротивление росло заметно медленнее так как мощность на транзисторе была также заметно меньше.
В итоге я получил сразу после включения около 283мВ, соответственно сопротивление 28320=14. 15мОм, согласно даташиту типовое 12 мОм но не более 20, потому считаю данный тест пройденным успешно.

И последний транзистор, PSMN040-200W.
Заявленные условия теста и те в которых проводился тест идентичны предыдущему.

У меня вышло 513мВ, получается сопротивление составляет 51320=25.65мОм, что на мой взгляд с одной стороны хорошо, а с другой подозрительно, потому мне сложно сказать, все хорошо или все плохо, явно не хватает образца.

Если вы заметили, количество всех транзисторов нечетное, это из-за того что я изначально планировал вскрыть по одному транзистору каждого типа, хотя после тестов было немного жалко ломать рабочие компоненты.

Начал с PSMN020-150W.
В отличие от IXTK вскрывается он гораздо сложнее, думал что и тиски сломаю, пока вскрывал.
Толщина подошвы 2мм, на вид явно медь.

Через время я его все таки вскрыл.

Размеры кристалла составляют 7.2х6мм или соответственно 43мм.кв, что существенно больше чем у поддельных IXTK где площадь колебалась от 25 до 36мм. кв, а они были заявлены как более мощные.

PSMN050-200W я вскрывал последним, но по немного другой технологии, сначала пару раз прогрел на газовой плите, с последующим быстрым охлаждением, возможно потому здесь часть кристалла осталась целой.

Размеры те же что и у PSMN020-150W.

Третьим я вскрыл тот IRFP260M у которого «плавала» емкость затвора. Выяснилось что у него пропадает контакт вывода затвора, при нажатии в одну сторону, пропадает, в другую — появляется.

Я думал что PSMN020-150W вскрывался тяжело, нет, он вскрывался легко в сравнении с этим, но я его победил 🙂
Медь основания также толщиной 2мм.

Кристалл имеет другую форму, размеры около 7.5х4.5мм, площадь 33.5мм.кв.

Сравнительное фото, видно что у PSMN040 потемнела краска, это я доводил температуру до того, что начинал гореть пластик корпуса, хорошая краска 🙂

Я бы даже сказал что транзисторы PSMN оригинальные, по крайней мере исходя из того что я получил в результате тестов если бы не одно но. ..
Случайно наткнулся на фото в другом корпусе.

И действительно, согласно даташиту транзистор имеет корпус с боковыми вырезами полукруглой, а не прямоугольной формы, потому возникает вопрос на который я пока не могу ответить, это просто хорошая подделка или производитель выпускает транзисторы в таком корпусе? Дело в том, что насколько мне известно, выпускается он фирмами Philips и NXP у которой по сути тоже «ноги растут» от Philips

На сайте 1688.com нашелся даже лот с двумя вариантами.

Я затрудняюсь дать вердикт что это 100% оригиналы или подделки, китайцы большие мастера подобных фокусов, но по моему мнению они очень похожи на оригинал в плане характеристик. Хорошо конечно было бы узнать размеры кристалла 100% оригинального транзистора PSMN020 и 040, тогда можно было бы говорить точнее, но вот у IRFP260 размеры кристалла все таки больше похожи на оригинал.

В общем я пока планирую заказать себе еще таких транзисторов, надо только определиться сколько заказывать, если не в нагрузку, то куда нибудь точно пойдут. Кстати видел в каком-то местном интернет магазине транзисторы PSMN020-150W по цене около доллара и с длинными выводами, сомневаюсь что это оригинал. В другом магазине попались по 3 доллара, вот это больше похоже на цену оригинальных транзисторов, но и как минимум пятикратная разница в цене…

На этом у меня все, надеюсь что информация была полезной, любопытно ваше мнение по вопросу оригинальности.

$0.34

Перейти в магазин

Специальный выпуск: нанопроводной полевой транзистор (FET)

• Список журналов
• Материалы (Базель)
• PMC7215818

В качестве библиотеки NLM предоставляет доступ к научной литературе. Включение в базу данных NLM не означает одобрения или согласия с содержание NLM или Национальных институтов здравоохранения. Узнайте больше о нашем отказе от ответственности.

Материалы (Базель). 2020 апрель; 13(8): 1845.

Опубликовано в сети 14 апреля 2020 г. doi: 10.3390/ma13081845

, ^{1, *} , ^1, 90 017* и ^{2, *}

Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Отказ от ответственности

В этом специальном выпуске рассматриваются последние разработки в области исследований нанопроводных полевых транзисторов (NW-FET), охватывающие различные аспекты технологии, физики и моделирования этих наноразмерных устройств. В этом резюме мы представляем семь выдающихся статей о NW-FET, предоставляя краткий обзор содержания статей.

Ключевые слова: полевые транзисторы с нанопроводом, металлический затвор, свойства материала, изготовление, моделирование, вариативность с цифровыми и аналоговыми приложениями для памяти, процессоров и радиочастотной (РЧ) связи, чтобы добиться большей интеграции на кристалле, увеличить их скорость и, следовательно, пропускную способность данных и, что наиболее важно, снизить потребление энергии. В настоящее время ведутся интенсивные исследования для продолжения разработки этих транзисторов с несколькими затворами и преодоления их ограничений, чтобы продолжить масштабирование транзисторов, а также для дальнейшего повышения производительности и снижения энергопотребления.

Нанопроводные полевые транзисторы (NW-FET) в настоящее время являются одними из самых сильных претендентов на замену плавниковых полевых транзисторов (FinFET) в следующих полупроводниковых технологических узлах из-за их превосходного электростатического контроля транспорта канала через затвор вокруг весь их канал. В этом специальном выпуске рассматриваются последние разработки в области исследований NW-FET. По этой причине статьи включают различные аспекты физики, технологии и моделирования наноразмерных NW-FET. Мы представляем семь выдающихся статей о NW-FET, предоставляя краткое изложение содержания статей.

Статья Yoon et al. В [1] сообщается о влиянии напряжений затвора и стока на свойства переноса заряда в NW-FET на основе оксида цинка посредством измерений, зависящих от температуры и напряжения. Они обнаружили, что прыжковый перенос заряда с переменным диапазоном преобладает над проводимостью в оксидно-цинковом NW-FET в низкотемпературном режиме от 4 К до 100 К, тогда как перенос заряда тепловой активации преобладает от 150 К до 300 К, уменьшая объемный заряд. — ограниченная плата за транспорт.

Влияние источников изменчивости на длину затвора NW-FET 10 нм рассматривается в двух статьях. Сеоан и др. [2] исследовали влияние четырех основных источников внутренней изменчивости (шероховатость края линии, шероховатость края затвора, зернистость металлического зерна в затворе и случайные примеси в корпусе транзистора) на характеристики транзистора в цифровых схемах. С другой стороны, Ли и соавт. В работе [3] проанализировано влияние флуктуаций работы выхода металлического затвора на DC/AC характеристики транзистора в зависимости от различных наноразмерных зерен металла и изменение отношения размеров поперечных сечений каналов.

Влияние примесей на NW-FET также анализировалось в двух статьях. Сано и др. [4] сосредоточили свою работу на физике, связанной с локализованными примесями внутри устройства, описав систематическую методологию того, как рассматривать кулоновское взаимодействие во многих системах тела при использовании моделирования дрейфа-диффузии. Сади и др. [5], с другой стороны, изучали влияние различных механизмов рассеяния и формы поперечного сечения нанопроволоки на подвижность электронов в наноразмерных Si NW-FET.

В статье Convertino et al. В [6] авторы сообщают о изготовлении InGaAs на основе FinFET, монолитно интегрированных на кремниевых подложках, и представляют результаты для транзисторов с длиной затвора 90 нм и шириной ребра 40 нм. Эти InGaAs FinFET потенциально могут заменить технологию Si FinFET в маломощных цифровых и радиочастотных приложениях.

Наконец, Lee et al. [7] в своей статье рассмотрели теорию приближения низшего порядка в сочетании с подходами Паде для квантово-механического рассмотрения электрон-фононного и фонон-фононного неупругого рассеяния, разработанную в рамках формализма неравновесной функции Грина (NEGF). Этот метод был применен к Si Gate-All-Around NW FET с длиной затвора 13 нм. Формализм NEGF очень эффективен и поэтому является популярным методом квантового транспорта для моделирования переноса носителей в очень маленьких квантовых твердотельных устройствах. Включение механизмов неупругого рассеяния в методы квантового переноса очень сложно, но необходимо для точного учета эффекта саморазогрева и/или рассеивания мощности в наноразмерных полупроводниковых транзисторах из-за их пагубного влияния на производительность транзистора и его надежность.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. Юн Дж., Хуанг Ф., Шин К.Х., Сон Дж.И., Хонг В.-К. Влияние приложенных напряжений на свойства переноса заряда в полевом транзисторе с нанопроволокой ZnO. Материалы. 2020;13:268. doi: 10.3390/ma13020268. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

2. Seoane N., Nagy D., Indalecio G., Espineira G., Kalna K., García-Loureiro A. Набор инструментов для мультиметодного моделирования для изучения производительности и изменчивости нанопроводных полевых транзисторов. Материалы. 2019;12:2391. doi: 10.3390/ma12152391. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Li Y., Chen C.-Y., Chuang M.-H., Chao P.-J. Характерные флуктуации динамической задержки мощности, вызванные случайными наноразмерными зернами нитрида титана, и эффект соотношения сторон КМОП-устройств и схем с нанопроволокой типа Gate-All-Around. Материалы. 2019;12:1492. doi: 10.3390/ma12091492. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Сано Н., Йошида К., Яо К.-В., Ватанабэ Х. Физика дискретных примесей в рамках моделирования устройств для наноструктурных устройств . Материалы. 2018;11:2559. doi: 10.3390/ma11122559. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Сади Т., Медина-Байлон С., Неджалков М., Ли Дж., Бадами О., Беррада С., Каррильо-Нуньес Х. , Георгиев В., Селберхерр С., Асенов А. Моделирование влияния рассеяния ионизированных примесей на общую подвижность в Si Nanowire транзисторах. Материалы. 2019;12:124. doi: 10.3390/ma12010124. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

6. Convertino C., Zota C., Schmid H., Caimi D., Sousa M., Moselund K., Czornomaz L. InGaAs FinFET с прямой интеграцией на кремний методом селективного роста в оксидных полостях. Материалы. 2019;12:87. doi: 10.3390/ma12010087. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Lee Y., Logoteta D., Cavassilas N., Lannoo M., Luisier M., Bescond M. Квантовый анализ неупругих взаимодействий для моделирования нанопроводных полевых транзисторов. Материалы. 2020;13:60. doi: 10.3390/ma13010060. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

---

Статьи из материалов предоставлены Многопрофильным институтом цифровых публикаций (MDPI)

---

2.9: Полевые транзисторы с переходом — Workforce LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

1733

• Tony R. Kuphaldt
• Schweitzer Engineering Laboratories через All About Circuits

Полевой транзистор (FET) представляет собой однополярное устройство , проводящее ток с использованием только одного типа носителей заряда. Если на основе пластины полупроводника N-типа носителями являются электроны. И наоборот, устройство на основе P-типа использует только отверстия.

На схемном уровне работа полевого транзистора проста. Напряжение, подаваемое на затвор , входной элемент, управляет сопротивлением канал , униполярная область между областями затвора. (Рисунок ниже) В N-канальном устройстве это слегка легированная пластина кремния N-типа с выводами на концах. Выводы истока и стока аналогичны эмиттеру и коллектору BJT соответственно. В N-канальном устройстве тяжелая область P-типа по обеим сторонам от центра пластины служит управляющим электродом, затвором. Ворота аналогичны основанию BJT.

«Чистота рядом с благочестием» распространяется на производство полевых транзисторов. Хотя можно сделать биполярные транзисторы за пределами чистая комната , это необходимость для полевых транзисторов. Даже в такой среде производство сложно из-за проблем с контролем загрязнения. Униполярный полевой транзистор концептуально прост, но сложен в изготовлении. Большинство современных транзисторов представляют собой разновидность металлооксидного полупроводника (более поздняя часть) полевого транзистора, содержащегося в интегральных схемах. Однако доступны дискретные устройства JFET.

Сечение переходного полевого транзистора.

Правильно смещенный полевой транзистор с N-канальным переходом (JFET) показан на рисунке выше. Затвор представляет собой диодный переход к полупроводниковой пластине исток-сток. Ворота имеют обратное смещение. Если бы между истоком и стоком было приложено напряжение (или омметр), стержень N-типа проводил бы ток в любом направлении из-за легирования. Для проводимости не требуется ни затвор, ни смещение затвора. Если затворный переход сформирован, как показано, проводимость можно контролировать степенью обратного смещения.

На рисунке ниже (а) показана обедненная область на затворном стыке. Это связано с диффузией дырок из области затвора P-типа в канал N-типа, обеспечивающей разделение зарядов вокруг перехода с непроводящей обедненной областью на переходе. Обедненная область простирается более глубоко в сторону канала из-за сильного легирования затвора и легкого легирования канала.

N-канальный JFET: (a) Истощение на затворном диоде. (b) Затворный диод с обратным смещением увеличивает область обеднения. (c) Увеличение обратного смещения увеличивает обедненную область. (d) Увеличение обратного смещения блокирует канал SD.

Толщина обедненной области может быть увеличена, как показано на рисунке выше (b), путем применения умеренного обратного смещения. Это увеличивает сопротивление канала стока истока за счет сужения канала. Увеличение обратного смещения в (c) увеличивает область обеднения, уменьшает ширину канала и увеличивает сопротивление канала. Увеличение обратного смещения V _GS в точке (d) отсечет ток канала. Сопротивление канала будет очень высоким. Это V _GS , при котором происходит отсечка, V _P , напряжение отсечки. Обычно это несколько вольт. Подводя итог, можно сказать, что сопротивление канала можно регулировать степенью обратного смещения затвора.

Исток и сток взаимозаменяемы, и ток от истока к стоку может протекать в любом направлении при низком напряжении стоковой батареи (< 0,6 В). То есть сливная батарея может быть заменена источником переменного тока низкого напряжения. Для высокого напряжения питания стока, до 10 вольт для маломощных сигнальных устройств, полярность должна быть такой, как показано на рисунке ниже (a). Этот источник питания стока, не показанный на предыдущих рисунках, искажает область обеднения, увеличивая ее со стороны стока затвора. Это более правильное представление для обычных напряжений питания стока постоянного тока, от нескольких до десятков вольт. Напряжение стока В _DS увеличивается, область истощения ворот расширяется в сторону стока. Это увеличивает длину узкого канала, немного увеличивая его сопротивление. Мы говорим «немного», потому что большие изменения сопротивления связаны с изменением смещения затвора. На рисунке ниже (b) показан схематический символ N-канального полевого транзистора по сравнению с поперечным сечением кремния в (a). Стрелка затвора указывает в том же направлении, что и соединительный диод. «Указывающая» стрелка и «неуказывающая» полоса соответствуют полупроводникам P- и N-типа соответственно.

N-канальный JFET поток электронов от истока к стоку в (a) поперечном сечении, (b) условном обозначении.

На рисунке выше показан большой поток электронов от (-) клеммы батареи к истоку полевого транзистора, через сток, возвращающийся к (+) клемме батареи. Этот поток тока можно контролировать, изменяя напряжение затвора. Нагрузка, включенная последовательно с батареей, воспринимает усиленную версию изменяющегося напряжения затвора.

Также доступны полевые транзисторы с P-каналом

. Канал изготовлен из материала П-типа. Затвор представляет собой сильно легированную область N-типа. Все источники напряжения перевернуты в P-канальной схеме (рисунок ниже) по сравнению с более популярным N-канальным устройством. Также обратите внимание, что стрелка указывает на затвор условного обозначения (b) полевого транзистора с P-каналом.

P-канальный JFET: (a) затвор N-типа, канал P-типа, инвертированные источники напряжения по сравнению с N-канальным устройством. (b) Обратите внимание на перевернутую стрелку затвора и источники напряжения на схеме.

По мере увеличения положительного напряжения смещения затвора сопротивление P-канала увеличивается, уменьшая ток, протекающий в цепи стока.

Дискретные устройства производятся с поперечным сечением, показанным на рисунке ниже. Поперечное сечение, ориентированное так, чтобы оно соответствовало условному обозначению, перевернуто по отношению к полупроводниковой пластине. То есть соединения затвора находятся на верхней части пластины. Ворота сильно легированы, P ⁺ , чтобы хорошо рассеивать отверстия в канале для большой области истощения. Соединения истока и стока в этом N-канальном устройстве сильно легированы N ⁺ для снижения сопротивления соединения. Однако канал, окружающий затвор, слегка легирован, что позволяет отверстиям от затвора глубоко диффундировать в канал. Это район N ^— .

Переходной полевой транзистор: (a) поперечное сечение дискретного устройства, (b) условное обозначение, (c) поперечное сечение устройства с интегральной схемой.

Все три клеммы FET доступны в верхней части кристалла для версии с интегральной схемой, так что слой металлизации (не показан) может соединять несколько компонентов. (Рисунок выше (c)). Полевые транзисторы с интегральной схемой используются в аналоговых схемах из-за высокого входного сопротивления затвора. N-канальная область под затвором должна быть очень тонкой, чтобы собственная область вокруг затвора могла контролировать и отрезать канал. Таким образом, области ворот по обеим сторонам канала не нужны.

Переходной полевой транзистор (статического индукционного типа): (a) поперечное сечение, (b) условное обозначение.

Статический индукционный полевой транзистор (SIT) представляет собой короткоканальное устройство со скрытым затвором. (Рисунок выше) Это силовое устройство, а не небольшое сигнальное устройство. Низкое сопротивление затвора и малая емкость затвор-исток обеспечивают быстродействующее переключающее устройство. SIT рассчитан на сотни ампер и тысячи вольт. И, как говорят, способен работать на невероятной частоте 10 ГГц.

Металло-полупроводниковый полевой транзистор (MESFET): (а) условное обозначение, (б) поперечное сечение.

Металло-полупроводниковый полевой транзистор (MESFET) похож на JFET, за исключением того, что затвор представляет собой диод Шоттки, а не переходной диод. Диод Шоттки представляет собой металлический выпрямляющий контакт к полупроводнику по сравнению с более распространенным омическим контактом. На рисунке выше исток и сток сильно легированы (N ⁺ ). Канал слабо легирован (N ^— ). MESFET имеют более высокую скорость, чем JFET. MESET — это устройство в режиме истощения, обычно включенное, как JFET. Они используются в качестве усилителей мощности СВЧ до 30 ГГц. MESFET могут быть изготовлены из кремния, арсенида галлия, фосфида индия, карбида кремния и алмазного аллотропа углерода.

• Полевой транзистор с униполярным переходом (FET или JFET) назван так потому, что проводимость в канале обусловлена ​​одним типом носителя
• Исток, затвор и сток полевого транзистора соответствуют эмиттеру, базе и коллектору биполярного транзистора соответственно.
• Применение обратного смещения к затвору изменяет сопротивление канала за счет расширения области обеднения затворного диода.

---

Эта страница под названием 2.9: Junction Field-effect Transistors распространяется в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License 1.