Patlang (unipolar) ang transistor ay isang aparato na may tatlong output at kinokontrol sa pamamagitan ng inilapat sa control electrode (shutter) Boltahe. Ang regulated current ay dumadaloy sa source-drain circuit.
Ang ideya ng naturang triode ay lumitaw mga 100 taon na ang nakalilipas, ngunit naging posible na lapitan ang praktikal na pagpapatupad lamang sa kalagitnaan ng huling siglo. Noong 50s ng huling siglo, ang konsepto ng isang field-effect transistor ay binuo, at noong 1960 ang unang working sample ay ginawa. Upang maunawaan ang mga pakinabang at disadvantages ng mga triode ng ganitong uri, kailangan mong maunawaan ang kanilang disenyo.
Nilalaman
FET device
Ang mga unipolar transistor ay nahahati sa dalawang malalaking klase ayon sa aparato at teknolohiya ng pagmamanupaktura. Sa kabila ng pagkakapareho ng mga prinsipyo ng kontrol, mayroon silang mga tampok sa disenyo na tumutukoy sa kanilang mga katangian.
Unipolar triodes na may p-n junction
Ang device ng naturang field worker ay katulad ng device ng isang conventional semiconductor diode at, hindi katulad ng bipolar relative, ay naglalaman lamang ng isang transition. Ang isang p-n junction transistor ay binubuo ng isang plato ng isang uri ng konduktor (halimbawa, n), at isang naka-embed na rehiyon ng isa pang uri ng semiconductor (sa kasong ito, p).
Ang N-layer ay bumubuo ng isang channel kung saan dumadaloy ang kasalukuyang sa pagitan ng source at drain terminal. Ang gate pin ay konektado sa p-region. Kung ang isang boltahe ay inilapat sa gate na kumikiling sa paglipat sa kabaligtaran na direksyon, pagkatapos ay ang transition zone ay lumalawak, ang channel cross section, sa kabaligtaran, ay makitid, at ang resistensya nito ay tumataas. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa boltahe ng gate, ang kasalukuyang nasa channel ay maaaring kontrolin. Transistor ay maaari ding isagawa sa isang p-type na channel, pagkatapos ang gate ay nabuo ng isang n-semiconductor.
Ang isa sa mga tampok ng disenyo na ito ay ang napakalaking input resistance ng transistor. Ang kasalukuyang gate ay tinutukoy ng paglaban ng reverse-biased junction, at nasa pare-parehong kasalukuyang ng mga yunit o sampu ng nanoamperes. Sa alternating current, ang input resistance ay itinakda ng junction capacitance.
Makakuha ng mga yugto na binuo sa naturang mga transistor, dahil sa mataas na resistensya ng input, gawing simple ang pagtutugma sa mga input device. Bilang karagdagan, sa panahon ng pagpapatakbo ng mga unipolar triodes, walang recombination ng mga carrier ng singil, at ito ay humantong sa isang pagbawas sa mababang dalas ng ingay.
Sa kawalan ng isang bias boltahe, ang lapad ng channel ay pinakamalaki, at ang kasalukuyang sa pamamagitan ng channel ay maximum. Sa pamamagitan ng pagtaas ng boltahe, posible na makamit ang gayong estado ng channel kapag ito ay ganap na naharang. Ang boltahe na ito ay tinatawag na cut-off na boltahe (Uts).
Ang drain current ng isang FET ay depende sa parehong boltahe ng gate-to-source at ang drain-to-source na boltahe. Kung ang boltahe sa gate ay naayos, na may pagtaas sa Amin, ang kasalukuyang unang lumalaki halos linearly (seksyon ab). Kapag pumapasok sa saturation, ang isang karagdagang pagtaas sa boltahe ay halos hindi nagiging sanhi ng pagtaas sa kasalukuyang alisan ng tubig (seksyon bc). Sa isang pagtaas sa antas ng boltahe ng pagharang sa gate, ang saturation ay nangyayari sa mas mababang mga halaga ng Idock.
Ipinapakita ng figure ang isang pamilya ng drain current kumpara sa boltahe sa pagitan ng source at drain para sa ilang gate voltages. Malinaw na kapag ang Us ay mas mataas kaysa sa saturation voltage, ang drain current ay halos nakasalalay lamang sa boltahe ng gate.
Ito ay inilalarawan ng katangian ng paglipat ng isang unipolar transistor. Habang tumataas ang negatibong halaga ng boltahe ng gate, halos sunod-sunod na bumababa ang drain current sa zero kapag naabot na ang cutoff voltage level sa gate.
Unipolar insulated gate triodes
Ang isa pang bersyon ng field effect transistor ay may insulated gate. Ang ganitong mga triode ay tinatawag na transistors. TIR (metal-dielectric-semiconductor), dayuhang pagtatalaga - MOSFET. Dati ang pangalan ay kinuha MOS (metal-oxide-semiconductor).
Ang substrate ay gawa sa isang conductor ng isang tiyak na uri ng conductivity (sa kasong ito, n), ang channel ay nabuo ng isang semiconductor ng ibang uri ng conductivity (sa kasong ito, p). Ang gate ay pinaghihiwalay mula sa substrate sa pamamagitan ng isang manipis na layer ng dielectric (oxide), at maaaring makaapekto sa channel lamang sa pamamagitan ng nabuong electric field.Sa isang negatibong boltahe ng gate, inilipat ng nabuong field ang mga electron mula sa rehiyon ng channel, nauubos ang layer, at tumataas ang resistensya nito. Para sa mga transistor ng p-channel, sa kabaligtaran, ang aplikasyon ng isang positibong boltahe ay humahantong sa isang pagtaas sa paglaban at pagbaba sa kasalukuyang.
Ang isa pang tampok ng insulated gate transistor ay ang positibong bahagi ng katangian ng paglipat (negatibo para sa isang p-channel triode). Nangangahulugan ito na ang isang positibong boltahe ng isang tiyak na halaga ay maaaring mailapat sa gate, na magpapataas ng kasalukuyang alisan ng tubig. Ang pamilya ng mga katangian ng output ay walang pangunahing pagkakaiba mula sa mga katangian ng isang triode na may p-n junction.
Ang dielectric layer sa pagitan ng gate at substrate ay masyadong manipis, kaya ang mga MOS transistors mula sa mga unang taon ng produksyon (halimbawa, domestic KP350) ay lubhang sensitibo sa static na kuryente. Ang mataas na boltahe ay tumusok sa manipis na pelikula, na sinisira ang transistor. Sa mga modernong triode, ang mga hakbang sa disenyo ay ginagawa upang maprotektahan laban sa overvoltage, kaya halos hindi kailangan ang mga static na pag-iingat.
Ang isa pang bersyon ng unipolar insulated gate triode ay ang induced channel transistor. Wala itong built-in na channel; sa kawalan ng boltahe sa gate, ang kasalukuyang mula sa pinagmulan hanggang sa alisan ng tubig ay hindi dumadaloy. Kung ang isang positibong boltahe ay inilapat sa gate, kung gayon ang patlang na nilikha nito ay "pull" ng mga electron mula sa n-zone ng substrate, at lumilikha ng isang channel para sa daloy ng kasalukuyang sa malapit na ibabaw na rehiyon.Mula dito ay malinaw na ang naturang transistor, depende sa uri ng channel, ay kinokontrol ng isang boltahe ng isang polarity lamang. Makikita ito sa mga katangian ng sipi nito.
Mayroon ding mga bi-gate transistors. Naiiba sila sa karaniwan dahil mayroon silang dalawang pantay na gate, na ang bawat isa ay maaaring kontrolin ng isang hiwalay na signal, ngunit ang kanilang epekto sa channel ay summed up. Ang ganitong triode ay maaaring kinakatawan bilang dalawang ordinaryong transistor na konektado sa serye.
FET switching circuits
Ang saklaw ng field effect transistors ay kapareho ng sa bipolar. Pangunahing ginagamit ang mga ito bilang mga elemento ng reinforcing. Ang mga bipolar triode, kapag ginamit sa mga yugto ng pagpapalakas, ay may tatlong pangunahing switching circuit:
- na may isang karaniwang kolektor (tagasunod ng emitter);
- na may isang karaniwang batayan;
- na may karaniwang emitter.
Ang mga field effect transistor ay naka-on sa magkatulad na paraan.
Scheme na may karaniwang drain
Scheme na may karaniwang drain (tagasunod ng pinagmulan), tulad ng tagasunod ng emitter sa isang bipolar triode, ay hindi nagbibigay ng boltahe na nakuha, ngunit ipinapalagay ang kasalukuyang nakuha.
Ang bentahe ng circuit ay ang mataas na input impedance, ngunit sa ilang mga kaso ito rin ay isang kawalan - ang cascade ay nagiging sensitibo sa electromagnetic interference. Kung kinakailangan, ang Rin ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pag-on sa risistor R3.
Karaniwang gate circuit
Ang circuit na ito ay katulad ng sa isang karaniwang base bipolar transistor. Ang circuit na ito ay nagbibigay ng magandang boltahe na nakuha, ngunit walang kasalukuyang nakuha. Tulad ng pagsasama sa isang karaniwang base, ang opsyon na ito ay madalang na ginagamit.
Karaniwang source circuit
Ang pinakakaraniwang circuit para sa paglipat sa mga triode ng field na may isang karaniwang pinagmulan.Ang nakuha nito ay nakasalalay sa ratio ng paglaban Rc sa paglaban sa circuit ng alisan ng tubig (ang isang karagdagang risistor ay maaaring mai-install sa drain circuit upang ayusin ang pakinabang), at depende rin sa steepness ng mga katangian ng transistor.
Gayundin, ang field-effect transistors ay ginagamit bilang isang kinokontrol na paglaban. Upang gawin ito, ang operating point ay pinili sa loob ng linear na seksyon. Ayon sa prinsipyong ito, maaaring ipatupad ang isang kinokontrol na divider ng boltahe.
At sa isang double-gate triode sa mode na ito, maaari mong ipatupad, halimbawa, ang isang mixer para sa pagtanggap ng kagamitan - ang natanggap na signal ay pinapakain sa isang gate, at sa isa pa - signal ng lokal na oscillator.
Kung tatanggapin natin ang teorya na ang kasaysayan ay bubuo sa isang spiral, makikita natin ang isang pattern sa pag-unlad ng electronics. Ang paglayo sa mga lamp na kinokontrol ng boltahe, lumipat ang teknolohiya sa mga bipolar transistor, na nangangailangan ng kasalukuyang kontrol. Ang spiral ay gumawa ng isang buong pagliko - ngayon ay may isang pangingibabaw ng unipolar triodes, na, tulad ng mga lamp, ay hindi nangangailangan ng paggamit ng kuryente sa mga control circuit. Makikita kung saan hahantong pa ang cyclic curve. Sa ngayon, walang alternatibo sa field-effect transistors.
Mga katulad na artikulo:
