O que é um transistor de efeito de campo

? Este artigo irá discutir um dos dois principais tipos de transistor de semicondutor , o transistor de efeito de campo ou FET . O outro tipo é o transistor de junção bipolar ou dispositivos BJT.Active , tubos de vácuo e transistores vai mudar a forma como eles passam atual , dependendo de como o dispositivo ativo é tendenciosa . Para diodos simples , compostas por um ânodo e um cátodo , (o mesmo para ambos os tubos de vácuo e diodos semicondutores) , um dispositivo enviesada para a frente tem uma voltagem negativa aplicada ao cátodo e um positivo no ânodo e vai passar uma corrente com apenas um pequeno queda de tensão ao longo da mesma . Um diodo de polarização inversa tem tensão negativa no ânodo , a tensão positiva no cátodo e irá bloquear o fluxo de corrente , como se fosse um switch.The dispositivos de controle de polarização mais complexos activos , tríodos tubo de vácuo ( ânodo , cátodo , grade) pêntodos ( ânodo , cátodo e três camadas de grade) e assim por diante , e transistores semicondutores irá atuar geralmente como diodos quando revertida tendenciosa. Quando polarizado diretamente , eles vão conduzir a corrente , mas a quantidade de corrente pode ser modificado pela tensão de rede ( tubo de vácuo ) ou correntes de controle ( corrente de base para BJTs e correntes do portão para FET ) . Este efeito permite que pequenos sinais aplicados a um tubo de vácuo ou segmento de controle do transistor a ser amplified.Discussion de fabricação real destes dispositivos será deixado para outro artigo. Aqui , vamos olhar para os tipos gerais de FET e como eles contrastam uns com os outros , outros tipos de semicondutores e tubos de vácuo . História e

Operação A teoria para a criação do transistor de efeito de campo ( FET ) precede que, para o transistor de junção bipolar ( BJT) , mas a tecnologia para criar o FET veio depois que o BJT . As primeiras patentes teoria FET foram emitidos em 1925 e 1934, mas a fabricação prática de FETs começou na essência cedo 1960s.In o FET opera em estado sólido para controlar a corrente em muito os tubos de vácuo forma operate.Current fluir a partir do catodo para o anodo podem ser controlados por aplicação de uma tensão de polarização para o portão ( ou grelha ) . Construção Semiconductor fornece "pontos de estrangulamento " no caminho atual onde os campos carregados pode restringir o fluxo de corrente da mesma maneira cobrado camadas de grade em tubos de vácuo trabalhar para triodes ou pode aumentar o fluxo de corrente , dependendo do substrato utilizado e modo. Designers acostumados a trabalhar com tubos de vácuo FETs encontrados mais fácil de trabalhar do que BJTs .

Classificações dos FETs

As duas classificações mais amplas para FETs são o tipo de canal e modo de . Tipo de canal é determinada pela dopagem do canal principal para o fluxo de corrente . N - tipos de canal tem um canal dopado negativamente e P -Channel utilizar modos doping.The positivos são modo Aperfeiçoamento em que o canal está desligado , ( não há fluxo de corrente ) , quando uma polarização zero volt é aplicada ao modo de portão e exaustão , onde o canal está em ( fluxos de corrente ) com um zero bias.For ambos os modos, uma tensão de polarização maior portão vai entregar mais corrente através de um dispositivo N -Channel e menos corrente através de um dispositivo P- channel.

tipos
fabricação de FETs

os primeiros FETs foram FETs de junção ou JFETs e foram construídos da mesma forma que BJTs . Um subconjunto de JFETs usou uma junção Schottky (para dar uma transição mais acentuada a partir de Off para On) no lugar da junção PN (o ponto de transição física entre positivo dopado e materiais negativo dopado com semicondutor) e são conhecidos como Metal- FETs semicondutores ou MESFETs.The próximo tipo de construção é o de porta isolada FET ou IGFET , onde o portão foi construído com uma camada de isolamento, medido em microns ou menos na junção PN . Os IGFETs mais comuns são o Metal- Oxide ou MOSFET eo MOSFET complementar ou CMOS. MOS e CMOS são o tipo mais comum de FET em uso today.Other , FETs especiais são vistos como a HFET , para aplicações de alta velocidade.
Peças do FET

na FET são a fonte é análogo ao emissor BJT e o cátodo do tubo de vácuo . O FET de porta é análoga à base BJT e a grade do tubo de vácuo . The Drain FET é análogo ao coletor BJT eo ânodo tubo de vácuo. O FET substrato também é mostrado na maioria dos esquemas eletrônicos padrão.

Materiais de substrato

O material de substrato mais comum usado para fazer FETs permanece silício puro (Si) . É relativamente barato , durável e fácil de trabalhar. A maioria dos dispositivos digitais são feitos com transistores FET sobre silicon.Also utilizados são ligas, tais como arsenieto de gálio ( GaAs ) e Silício Germânio ( SiGe ) . Cada um oferece uma velocidade de comutação mais rápido do que puro Si , mas em maior custo do material. GaAs também oferece propriedades especiais , tais como uma dureza de radiação natural que com Si requer um revestimento de diamante para combinar , bem como ser invisível aos materiais e ligas tais como o fosforeto de índio ( InP ) e safira IR frequencies.Other são utilizados em situações laboratoriais .

Vantagens e desvantagens dos FETs comparação com BJTs e Tubos de vácuo

comparação com BJTs , FETs têm mais rápido alternando velocidades ( tempo de ligar para Off) e geram menos calor por switch , do que a BJT . FETs podem ser concebidos para geometrias menores que BJT , permitindo que uma maior quantidade de transistores individuais por micron quadrado de superfície do semicondutor . No entanto, FETs , particularmente os primeiros MOSFETs são mais susceptíveis a danos causados ​​por descarga eletrostática (ESD ) do que o BJT devices.Compared para Vacuum Tubes, FETs são ordens de magnitude menores, mais energia eficiente e rentável . Eles não necessitam de tubos catódicos heater.Vacuum são quase imune a ESD (e pulsos eletromagnéticos , como um efeito colateral de detonações nucleares ) e são mais eficazes em alta potência ( KV e acima ), especialmente em altas freqüências , como em rádio e televisão transmissores.

• Tipos de Transistor Polarização
• Como usar um Griffen Itrip