¿Qué es un transistor de efecto de campo? ¿Cuáles son sus principios y funciones?

Transistor de efecto de campo:

El transistor de efecto de campo (FieldEffect

abreviatura de Transistor (FET)) se conoce como transistor de efecto de campo. Hay dos tipos principales (junctionFET—JFET) y transistores de efecto de campo semiconductores de óxido metálico (¿semiconductores de óxido metálico? FET, denominado MOS-FET).

En la conducción participan portadores mayoritarios, también conocidos como transistores unipolares. Es un dispositivo semiconductor controlado por voltaje. Tiene las ventajas de alta resistencia de entrada (107~1015Ω), bajo ruido, bajo consumo de energía, amplio rango dinámico, fácil integración, sin fenómeno de ruptura secundaria, amplia área de operación segura, etc. Se ha convertido en una poderosa herramienta para transistores bipolares y transistores de potencia.

Un transistor de efecto de campo (FET) es un dispositivo semiconductor que utiliza el efecto de campo eléctrico del circuito de entrada para controlar la corriente del circuito de salida, y lleva su nombre.

Debido a que solo depende de los portadores mayoritarios del semiconductor para conducir la electricidad, también se le llama transistor unipolar.

El principio de funcionamiento del transistor de efecto de campo:

En una frase, es "el ID que fluye a través del canal entre el drenaje y la fuente se utiliza para la unión pn entre el puerta y el canal. El voltaje de puerta polarizado inverso formado controla ID". Para ser más precisos, el ancho de la trayectoria del flujo ID, es decir, el área de la sección transversal del canal, está controlado por cambios en la polarización inversa de la unión pn, lo que resulta en cambios en la expansión de la capa de agotamiento.

En la región no saturada de VGS=0, la expansión de la capa de transición no es muy grande. Según el campo eléctrico de VDS agregado entre el drenaje y la fuente, algunos electrones en la región de la fuente se eliminan. por el drenaje. Retírelo, es decir, hay una ID de corriente que fluye desde el drenaje a la fuente. La capa de transición que se extiende desde la compuerta hasta el drenaje bloquea una parte del canal y satura el ID.

Este estado se llama pinch-off. Esto significa que la capa de transición bloquea parte del canal, no que se corta la corriente.

Debido a que no hay libre movimiento de electrones y huecos en la capa de transición, tiene propiedades casi aislantes en condiciones ideales y, por lo general, es difícil que la corriente fluya. Pero en este momento, el campo eléctrico entre el drenaje y la fuente son en realidad dos capas de transición que entran en contacto con el drenaje y la parte inferior de la puerta. Los electrones de alta velocidad atraídos por el campo eléctrico de deriva pasan a través de la capa de transición. El fenómeno de saturación del ID se produce porque la intensidad del campo eléctrico de deriva casi no cambia.

En segundo lugar, VGS cambia en la dirección negativa, dejando que VGS=VGS(apagado). En este momento, la capa de transición cubre aproximadamente toda el área. Además, la mayor parte del campo eléctrico del VDS se agrega a la capa de transición, y el campo eléctrico que atrae a los electrones en la dirección de deriva está solo una pequeña parte cerca de la fuente, lo que hace que la corriente no pueda fluir.

Función:

1. El tubo de efecto de campo se puede utilizar para amplificación. Dado que la impedancia de entrada del amplificador FET es muy alta, el condensador de acoplamiento puede ser pequeño y no es necesario utilizar condensadores electrolíticos.

2. La alta impedancia de entrada de los transistores de efecto de campo es muy adecuada para la transformación de impedancia. A menudo se utiliza para la transformación de impedancia en la etapa de entrada de amplificadores de múltiples etapas.

3. Los transistores de efecto de campo se pueden utilizar como resistencias variables.

4. Los transistores de efecto de campo se pueden utilizar convenientemente como fuentes de corriente constante.

5. Los transistores de efecto de campo se pueden utilizar como interruptores electrónicos.

Información ampliada:

Tubos de efecto de campo comunes:

Tubo de efecto de campo MOS, es decir, tubo de efecto de campo semiconductor de óxido metálico, la abreviatura en inglés es MOSFET

(Semiconductor de óxido metálico

Transistor de efecto de campo) es un tipo de puerta aislada. Su característica principal es que existe una capa aislante de dióxido de silicio entre la puerta metálica y el canal, por lo que tiene una alta resistencia de entrada (hasta 1015Ω).

También se divide en tubo de canal N y tubo de canal P. Por lo general, el sustrato (sustrato) y la fuente S están conectados entre sí. Según los diferentes modos de conducción, los MOSFET se dividen en tipo de mejora y tipo de agotamiento.

El llamado modo de mejora significa: cuando VGS = 0, el tubo está en un estado de corte. Después de agregar el VGS correcto, la mayoría de los portadores son atraídos hacia la puerta, "mejorando" así los portadores en esta área y formando un conductor. canal.

El modo de agotamiento significa que cuando VGS=0, se forma un canal. Cuando se agrega el VGS correcto, la mayoría de los portadores pueden fluir fuera del canal, "agotando" los portadores y provocando que el tubo se acumule. girar y detenerse.

Tome el canal N como ejemplo, está hecho sobre un sustrato de silicio tipo P con dos regiones de difusión de fuente N altamente dopadas y regiones de difusión de drenaje N, y luego conduce hacia afuera la fuente S y el drenaje respectivamente. Muy D. La fuente y el sustrato están conectados internamente y siempre mantienen el mismo potencial.

Cuando el drenaje está conectado al terminal positivo de la fuente de alimentación y la fuente está conectada al terminal negativo de la fuente de alimentación y VGS=0, la corriente del canal (es decir, corriente de drenaje) ID=0. A medida que VGS aumenta gradualmente, atraídos por el voltaje de compuerta positivo, se inducen portadores minoritarios cargados negativamente entre las dos regiones de difusión, formando un canal tipo N desde el drenaje hasta la fuente. Cuando VGS es mayor que el tubo. Cuando el voltaje de encendido VTN (. generalmente alrededor de 2 V), el tubo de canal N comienza a conducir, formando una corriente de drenaje ID.

Materiales de referencia:

Tubo de efecto de campo - Enciclopedia Baidu