TRANZYSTORY POLOWE - JFET Tranzystor polowe , nazywane również tranzystorami unipolarnymi , stanowią grupę kilku rodzajów elementów, których wspólną cechą jest pośrednie oddziaływanie pola elektrycznego na rezystancję półprzewodnika lub na rezystancję cienkiej warstwy nieprzewodzącej. Do tej grupy zaliczamy tranzystory, których prąd wyjściowy jest funkcją pola elektrycznego istniejącego pod wpływem napięcia sterującego wejściowego. Teoretycznie sterowanie pracą tranzystora polowego może odbywać się bez poboru mocy. W działaniu elementu udział bierze tylko jeden rodzaj nośników ładunku, stąd nazwa polowy (unipolarny). Tranzystory polowe, zwane w skrócie FET ( ang. Field Effect Transistor ), mają kanał typu P lub kanał typu N , który może być wzbogacony lub zubożony. W tranzystorach z kanałem typu N nośnikami prądu są elektrony, a w tranzystorach z kanałem typu P nośnikami prądu są dziury.
W tranzystorach polowych między elektrodami płynie prąd nośników jednego rodzaju, prąd nośników większościowych. Wartość prądu przepływającego przez tranzystor polowy jest zależna od wartości napięcia przyłożonego między źródłem a drenem oraz od wartości rezystancji kanału, która wyrażona jest wzorem:
;
gdzie: , N - ruchliwość i koncentracja nośników w kanale, l, h, w - wymiary kanału.
Tranzystorów polowe dzielimy na:
Tranzystory polowe złączowe - JFET ( ang. Junction FET ),
Tranzystory polowe z izolowaną bramką - IGFET lub MOSFET ( ang. Insulated Gate FET lub Metal Oxide Semiconductor FET ).
Tranzystory polowe cienkowarstwowe TFT ( ang. Thin Film Transistor ).
W tranzystorach polowych elektrody mają swoją nazwę i określony symbol:
Źródło ( ang. Source ), oznaczone literą S . Jest elektrodą z której wypływają nośniki ładunku do kanału. Prąd źródła oznacza się jako I s . Dren ( ang. Drain ), oznaczone literą D . Jest elektrodą do której dochodzą nośniki ładunku. Prąd drenu - I D , napięcie dren-źródło - U DS . Bramka ( ang. Gate ), oznaczone literą G . Jest elektrodą sterującą przepływem ładunków. Prąd bramki - I G , napięcie bramka-źródło - U GS .
7.1. TRANZYSTORY POLOWE ZŁĄCZOWE - JFET. Tranzystor polowy złączowy składa się zasadniczo z warstwy półprzewodnika typu n - w tranzystorach z kanałem typu N lub z półprzewodnika typu p - w tranzystorach z kanałem typu P . Warstwa ta tworzy kanał. Do obu końców kanału dołączone są elektrody. Symbole graficzne przedstawiono na rysunku 7.1. Tranzystor może być także wzbogacany lub zubożany.
Tranzystory te należy polaryzować tak, aby:
(…)
… (od kilkudziesięciu do kilkuset miliwoltów).
7.4 SCHEMAT ZASTĘPCZY TRANZYSTORA ZŁĄCZOWEGO.
Dla tranzystora złączowego możemy utworzyć schemat zastępczy (rys. 7.5).
Rys. 7.5. Schemat zastępczy tranzystora złączowego.
Na rysunku tym:
Cgs, Cgd - pojemności warstwy zaporowej,
ggs, ggd - konduktancje bramka-źródło i bramka-dren,
gm - transkonduktancja,
gds - konduktancja wyjściowa.
Są one określone następującymi zależnościami:
- transkonduktancja dla zakresu nienasycenia,
- transkonduktancja dla zakresu nasycenia,
- konduktancja wyjściowa dla zakresu nienasycenia,
- konduktancja dla zakresu nasycenia.
Częstotliwość maksymalna w tranzystorze zależy od czasu przelotu nośników przez kanał i od stałej czasowej ładowania pojemności kanał-bramka Cg, i jest równa częstotliwości granicznej
.
Maksymalna częstotliwość generacji…
…, równej tzw. napięciu odcięcia UGsoff, kanał zanika.
Jeżeli napięcia UDS i UGS będą porównywalne, to prąd drenu będzie zależny liniowo od napięcia UDS - kanał pełni wówczas funkcję rezystora liniowego (rys. 7.6a). Dalszy wzrost napięcia UDS powoduje, tak jak w tranzystorze złączowym, spadek napięcia na rezystancji kanału. W okolicy drenu następuje zmniejszanie inwersji, aż do całkowitego jej zaniku…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)