Feldeffekttransistor

Ein Feldeffekttransistor ist eine Halbleitervorrichtung aus der Familie der Transistoren. Seine Besonderheit besteht darin, ein elektrisches Feld zu verwenden, um die Form und damit die Leitfähigkeit eines "Kanal" in einem Halbleitermaterial zu steuern. Es konkurriert mit dem Bipolartransistor in vielen Anwendungsbereichen, wie der digitalen Elektronik.

Historisch

Das erste Patent auf der Feldeffekttransistor wurde 1925 von Julius E. Lilienfeld abgelegt. Da nichts auf dieser Erfindung veröffentlicht wurde, blieb unbekannt in der Industrie.
Ähnlich der Physiker Oskar Heil eingereicht im Jahre 1934 ein Patent für eine ähnliche Erfindung, aber es gibt keinen Beweis, dass dieses Gerät gebaut wurde.

Erst nach dem Krieg, dass der Feldeffekttransistor wird wiederentdeckt werden, zuerst im Jahre 1952 und dann der JFET-MOSFET 1960 von Kahng und Atalla.

Vorstellung

Ein Feldeffekttransistor ist ein Dreistift-Komponente: das Grid, Drain und Source.

Es wird angenommen, indem eine negative Spannung VGS in dem Fall eines P-Typ positiv in dem Fall eines N-Typs, daß die Steuerung des Transistors gemacht

Der Ausgangskennlinie das Verhältnis Spannung / zwischen Drain und Source-Strom erlaubt, durch eine äquivalente RDSon dargestellten Zusammenhang, wenn der Transistor eingeschaltet ist.

Die Steigung ist das Verhältnis des Transistors. Dies ist die Umkehrung des Widerstands. Je höher sie ist, desto größer wird die Verstärkung des Transistors groß sein.

Eines der beliebtesten Modelle ist die 2N3819 Modell bis heute verkauft. Geben Sie ihre Eigenschaften:

  • maximale Verlustleistung: 0,36 W
  • maximale Drain-Source-Spannung: 15 V
  • Steigung: 2 bis 6,5 mS

Als MOS und MOSFET-Transistoren, Feldeffekttransistoren sind zerbrechlicher als Flächentransistoren, vor allem, weil sie nach einer Entladung statischer Elektrizität zuschlagen kann. Deshalb müssen wir uns gegen Überspannung statischen oder dynamischen Ursprungs zu schützen, um ihre Zerstörung zu verhindern.

  • durch Kurzschließen der externen Verbindungen bei der Lagerung, Handhabung oder Schweißen.
  • in den Gewürz leitfähige Schäume.

Betrieb

Ein Feldeffekttransistor ist ein Unipolartransistor: ihr Betrieb auf der Wirkung eines elektrischen Feldes auf einen Kanal für eine Art von beweglichen Ladungsträgern enthaltenen Titel. Dieser Kanal ist ein Halbleiter mit einem Überschuß von Elektronen oder Löcher. Die Anwesenheit eines elektrischen Feldes kann die elektrische Leitung in den Kanal zu ermöglichen oder zu reduzieren.

Im Vergleich zu einem bipolaren Transistor, hat es den Vorteil, dass sie eine große Eingangsimpedanz, die es interessant, in einigen Montagen macht. Genauer gesagt, wird der Eingangswiderstand der Leckwiderstand der Gate-Source-Übergang in Sperrichtung vorgespannt. Der Transistor Eingangskapazität ist gering. Diese hohen Eingangswiderstand und niedriger Eingangskapazität, die Feldeffekttransistoreigenschaften ähnlich denen von Vakuumröhren ergeben.

In Radioempfang ist das Interesse von Feldeffekttransistoren:

  • bessere Selektivität zugehörigen Schaltungen.
  • eine bessere Rauschzahl.

Das ist, warum sie häufig in den Eingangs Vorverstärker Muster, Oszillatoren, Mischer gefunden.

Klassifikation

JFET

Ein JFET-Transistor hat ein Gate mit dem Substrat verbunden. Im Falle eines N-dotierten Kanal werden das Substrat und das Gitter stark dotierten P + und physisch mit dem Kanal verbunden. Drain und Source sind sehr stark dotierten N + Inseln in dem Kanal, die auf beiden Seiten des Tores. In dem Fall eines P-dotierten Kanal die Dotierung jedes Abschnitts umgekehrt sind, und die Betriebsspannungen.

MOSFET

Ein MOSFET-Transistor weist eine elektrisch isolierte Metallgate SiO2 Substrat durch eine Art von Dielektrikum.

MESFET

Ein MESFET-Transistor weist ein Metallgitter. Diese Art von Transistor erschienen 1966 und war der erste, aus einem III-V-Verbindung hergestellt werden. Ein MESFET durch einen N-Typ-Halbleiterstab, auf dem gebildet sind an beiden Enden die ohmschen Kontakte der Source und Drain gebildet. Zwischen der Source und dem Drain, eine Schottky-Kontakt materialisiert die Gateelektrode. Der Transistor ist auf einem halbisolierenden GaAs-Substrat, auf dem durch Epitaxie oder durch Ionenimplantation mit der aktiven Schicht des Donor-Fremdstoff gewachsen gebildet. Die Zugabe einer hochdotierten Schicht ist auch die Befestigung der ohmschen Kontakte der Source und Drain sowie die Verringerung der parasitären Widerstände der Source- und Drain.

MODFET, HEMT oder HFET

A MODFET oder HEMT ist ein Transistor hoher Elektronenbeweglichkeit als Transistor-Heterostruktur-Feldeffekttransistor bekannt. Es besteht aus zwei unterschiedliche Halbleiterbandlücke besteht an ihren Grenzen bilden einen Quantentopf, in dem Elektronen beschränkt, wodurch ein zweidimensionales Elektronengas bildet.

CNFET

ChemFET

ISFET

Electrolyte-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor

ENFET

OFET

Praktische Umsetzung

Die allgemeine Struktur eines Feldeffekttransistors ist nicht einfach, aufgrund der Schwierigkeiten, ein bis Diffundieren von Verunreinigungen auf beiden Seiten einer Halbleiterscheibe zu erzielen. Praktisch ist es diese Verunreinigungen diffundieren nur eine Seite des Wafers, wobei das gleiche Verfahren für die PN-Übergang-Dioden. Dazu gehen wir von einem Siliziumwafer vom p-Typ, wobei der Wafer von zylindrischen Barren aus reinem monokristallinem Silizium erhalten. Das Substrat in Kontakt mit einer mit einer n-Typ-Verunreinigung beladenen Gasstrom gebracht wird. Aufgedampft Einkristall-Filme, die sich organisieren nach der Substratstruktur, daher der Name Epitaxialabscheidung. Die epitaktische Schicht durch eine Beschichtung aus Siliciumdioxid-Beschichtung durch Sauerstoffstrom erhalten wird bei 1200 ° C geschützt Dann ein Fenster wird durch Entfernen des Oxids in der Form eines Kastenrahmen erzeugt und diffundiert dann auf 1200 ° C, bis die Verunreinigungen Bereiche p Ausbreitung in dem Kristall durch die epitaktische n-Typ-Schicht. Während der Sendung, die mehrere Stunden eine schützende Oxidschicht bildet sich auf der Oberfläche wieder als ein Phänomen der Re-Oxidation dauern kann besitzen jede Verbreitung. Das Gitter wird dann durch den Rahmen p und dem Substrat gebildet. Metallverbindungen, die verschiedenen Figuren nicht dargestellt sind, legen die verschiedenen Verbindungen durch die Isolationsschicht zwischen den Elektroden und den äußeren Elementen.

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