Полевой транзистор обозначение на схеме: Обозначение полевого транзистора.

Базовая конструкция.

Конструкция довольно простая. В N-канальном JFET кремниевый стержень N-типа, называемый каналом, имеет два меньших куска кремниевого материала P-типа, рассеянных на противоположных сторонах его средней части, образуя P-N-переходы, как показано на рисунке. Два P-N перехода, образующие диоды или затворы, соединены внутри, и общий вывод, называемый выводом затвора, выведен наружу.Омические контакты (прямые электрические соединения) выполняются на двух концах канала — один вывод называется клеммой источника S, а другой — клеммой стока D.

Силиконовый стержень ведет себя как резистор между двумя своими выводами D и S. Вывод затвора аналогичен базе обычного транзистора (BJT). Он используется для управления потоком тока от истока к стоку. Таким образом, выводы истока и стока аналогичны выводам эмиттера и коллектора, соответственно, BJT.

На рисунке выше затвор является P-областью, а исток и сток — N-областями.Из-за этого JFET похож на два диода. Затвор и исток образуют один из диодов, а сток — другой диод. Эти два диода обычно называют диодом затвор-исток и диодом затвор-сток. Поскольку JFET представляет собой кремниевое устройство, требуется всего 0,7 В для прямого смещения, чтобы получить значительный ток в любом из диодов.

Когда клемма затвора не подключена, и приложен потенциал (+ ve на стоке и — ve на истоке), ток, называемый током стока, ID течет через канал, расположенный между двумя P-областями.Этот ток в данном случае состоит только из основных носителей — электронов. P-канальный JFET аналогичен по конструкции N-канальному JFET, за исключением того, что полупроводниковый материал P-типа зажат между двумя переходами N-типа, как показано на рисунке. В этом случае основными носителями являются дыры.

Источник — Терминал, через который большинство несущих входят в канал, называется терминалом S источника , а условный ток, входящий в канал в точке S, обозначается как I _g .

Сток — Вывод, через который большинство несущих покидает канал, называется стоком выводом D, а обычный ток, выходящий из канала в D, обозначается как I _D .

Напряжение сток-исток называется V _DS и положительно, если D более положительно, чем исток S

Затвор — Имеются две связанные внутри сильно легированные примесные области, образованные легированием, диффузией или любым другим способом, доступным для создания двух P-N-переходов.Эти примесные области называются затвором G. Между затвором и истоком прикладывается напряжение V _GS в направлении обратного смещения P-N перехода. Обычный ток, поступающий в канал в точке G, обозначается как I _G .

Канал — Область между истоком и стоком, зажатая между двумя затворами, называется каналом , и большинство несущих перемещаются от истока к стоку через этот канал.

Условные обозначения JFET

Условные обозначения для полевых транзисторов N-типа и P-типа показаны на рисунке ниже.Вертикальную линию в символе можно представить как канал, исток S и сток D, подключенные к линии.

Обратите внимание, что направление стрелки на затворе указывает направление, в котором течет ток затвора, когда переход затвора смещен в прямом направлении. Таким образом, для N-канального JFET стрелка на стыке затвора указывает на устройство, а в P-канальном JFET — от устройства.

Соглашения о полярности-JFET

Полярность для N-канального и P-канального JFET показана на рисунках.В обоих случаях напряжение между затвором и истоком таково, что затвор имеет обратное смещение. Это нормальный метод подключения JFET. Клеммы стока и истока взаимозаменяемы, то есть любой конец может использоваться как исток, а другой конец — как сток. Вывод истока всегда подключается к тому концу источника напряжения стока, который обеспечивает необходимые носители заряда, то есть в N-канальном выводе истока JFET S подключается к отрицательному концу источника напряжения стока для получения.

Работа JFET

Давайте рассмотрим N-канальный JFET для обсуждения его работы.

1. Когда к затвору не приложено никакого смещения (т.е. когда V _GS = 0), ни какое-либо напряжение на стоке относительно. источник (т.е. , когда V _DS = 0), обедненные области вокруг P-N переходов имеют одинаковую толщину и симметричны.

2. При подаче положительного напряжения на вывод стока D w.r.t. клемма источника S без подключения клеммы G затвора к источнику питания, как показано на рис. 9.4, электроны (которые являются основными носителями) текут от клеммы S к клемме D, тогда как обычный ток стока I _D течет по каналу от D к S. Из-за протекания этого тока в канале наблюдается равномерное падение напряжения. сопротивление при перемещении от клеммы D к клемме S. Это падение напряжения смещает диод в обратном направлении. Гейт более «отрицателен» по отношению к тем точкам в канале, которые ближе к D, чем к S.Следовательно, слои истощения проникают более глубоко в канал в точках, лежащих ближе к D, чем к S. Таким образом, образуются клиновидные области истощения, как показано на рисунке. когда применяется Vd _s . Размер сформированного обедненного слоя ^— определяет ширину канала и, следовательно, величину тока I _D , протекающего через канал.

Чтобы увидеть, как ширина канала изменяется при изменении напряжения затвора, предположим, что затвор имеет отрицательное смещение по отношению к истоку, в то время как сток приложен с положительным смещением по отношению к истоку.Это показано на рисунке выше. Затем P-N-переходы смещаются в обратном направлении и образуются обедненные области. P-области сильно легированы по сравнению с N-каналом, поэтому обедненные области глубоко проникают в канал. Поскольку обедненная область — это область, обедненная носителями заряда, она ведет себя как изолятор. В результате канал сужается, сопротивление увеличивается, а ток стока I _D уменьшается. Если отрицательное напряжение на затворе снова увеличивается, обедненные слои встречаются в центре, и ток стока полностью прекращается.Если отрицательное смещение затвора уменьшается, ширина обедненных слоев уменьшается, вызывая уменьшение сопротивления и, следовательно, увеличение тока стока I _D (напряжение затвор-исток V _GS , при котором ток стока I _D полностью отключен (защемлен) называется напряжением отсечки V _p . Также следует отметить, что величина обратного смещения неодинакова по всей длине PN-перехода. Когда ток стока течет по каналу, по его длине происходит падение напряжения.В результате обратное смещение на конце стока больше, чем на конце истока, в результате чего ширина обедненного слоя больше на стоке. Чтобы увидеть, как ширина канала меняется с изменением ворот, просмотрите рисунок выше.

Работа в активном режиме (JFET) | Переходные полевые транзисторы

, как и биполярные транзисторы, способны «дросселировать» ток в режиме между отсечкой и насыщением, который называется активным режимом . Чтобы лучше понять работу JFET, давайте настроим SPICE-симуляцию, аналогичную той, которая использовалась для изучения основной функции биполярного транзистора:

Spice Моделирование работы JFET

jfet simulation vin 0 1 dc 1 j1 2 1 0 mod1 vammeter 3 2 dc 0 v1 3 0 dc.модель mod1 njf .dc v1 0 2 0,05 .plot dc i (вамметр) .end 

Обратите внимание, что транзистор, обозначенный на схеме «Q ₁ », представлен в списке соединений SPICE как j1. Хотя все типы транзисторов обычно упоминаются в схемах как «Q» -устройства — точно так же, как резисторы обозначаются буквой «R», а конденсаторы — буквой «C», SPICE необходимо сообщить, какой это тип транзистора с помощью другое буквенное обозначение: q для биполярных переходных транзисторов и j для переходных полевых транзисторов.

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу.Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для использования этого метода практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся. Обсудите эти вопросы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать.Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое студентам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичные исследования , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставьте своих учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

для быстрого обнаружения антигена вируса Эбола

Знакомьтесь, мистер FET … Транзистор, который думает, что это трубка, февраль 1967 г. Популярная электроника

Вчера исполнилось 71 год объявления об изобретении транзистора доктором. Шокли, Бардин и Браттейн в Bell Labs, но это было воскресенье, поэтому не так много посетителей RF Cafe видели памятный изображение заголовка, которое я использовал (см. здесь). Их транзистор был устройством усиления сигнала, управляемым током, в отличие от полевого транзистора. (FET), который представляет собой устройство усиления сигнала, управляемое напряжением, как и электронная лампа.Я никогда не думал об этом раньше, но, возможно, это как-то связано с электроникой колебания мира относительно принятия транзистора в качестве замены лампы. В начале история транзистора, практические применения были ограничены из-за низкой надежности, низкого мощность, низкая частота, отсутствие жесткости в тяжелых условиях эксплуатации и другие недостатки по сравнению с уже известными и усовершенствованными электронными лампами были достаточной причиной чтобы избежать новомодной технологии, но эта управляемая током вещь могла быть барьер, препятствующий адаптации, столь же значительный, как и любое из вышеупомянутых препятствий.К тому времени, когда полевые транзисторы стали широко доступны для коммерческого использования, сравнение транзисторов и ламп битва уже складывалась в пользу транзистора. Первоначально полевые транзисторы пользовались огромным кадры чирлидеров в области цифровых схем из-за их чрезвычайно низкого энергопотребления. Одним из наиболее заметных применений полевых транзисторов в аналоговом мире были входы с высоким импедансом. к операционным усилителям и вольтметрам.

Знакомьтесь, мистер FET … Транзистор, который думает, что это трубка

Луи Э.Гарнер-младший, редактор по полупроводникам

Этот маленький товарищ и его семья приобретают твердотельный корпус

Сложно представить в свете современных достижений науки и техники, что всего несколько лет назад не было ни транзисторов, ни интегральных схем. На самом деле, есть еще много старожилов, которые помнят «доисторическую» эпоху, когда не было и электронных ламп. В те дни радиопередатчики испускали странные искры. электромеханические монстры, имевшие ностальгическое сходство с огнедышащими драконами еще более ранней эпохи.

Радиоприемники тоже были простыми. Огромная антенна подключена к паре негабаритных катушки, кусочек минерала-галенита — с кошачьим усом (тонкая проволока), пара наушников … и это был приемник. Кристаллический детектор галенита был дешев, но бесчувственны и темпераментны. Именно в поисках лучшего детектора проф. Дж. А. Флеминг разработал диодную вакуумную лампу, которая по праву получила известность. как «клапан Флеминга.«

Вскоре д-р Ли Де Форест, изобретатель и ученый, добавил управляющую сетку. что впервые позволило вакуумной лампе усиливать, генерировать колебания и обнаруживать электрические сигналы.

С разработкой электронных ламп пришла гигантская промышленность с рекордными показателями. достижения в области радиовещания, электронного наблюдения, компьютерных технологий и производственный контроль. В ходе этой промышленной революции электронная лампа был увеличен, уменьшен, модифицирован и усовершенствован многими способами, включая добавление больше электродов. Но была пресловутая ложка дегтя. Большинство трубок произведено так много тепла, что у них был относительно короткий срок службы, что привело к высокому интенсивность отказов электронного оборудования лампового типа.

Затем, в начале 1948 г., доктор. Шокли, Бардин и Браттейн — все ученые Bell Telephone Laboratories — объявила об изобретении совершенно нового устройства: триода. «кристалл», который, как они утверждали, мог как усиливать, так и обнаруживать электрические сигналы. Дублированный Транзистор (от TRANsfer и re-SISTOR), устройство представляло собой не что иное, как крошечный кубик из кристаллического полупроводникового материала с двумя тонкими проволочными кошачьими усами. Минутное напряжение приложенный к базовому кристаллу (в дальнейшем называемый базой) управлял гораздо большим током течет между двумя усами, один из которых назывался эмиттером, а другой коллекционер.Первые транзисторы были дорогими, шумными и не слишком надежными. Но эти недостатки компенсировались их чрезвычайно маленькими размерами, высокой эффективностью и потенциально как минимум, простота изготовления.

К 1951 году, задолго до того, как этот ранний точечный транзистор представлял даже небольшую угрозу к превосходству вакуумной лампы, радикально нового типа транзистора, ныне распространенного и был представлен широко используемый переходной транзистор.

ламп и транзисторов.Несмотря на то, что транзисторы во многих смыслах были находкой, они принесли новых задач схемотехникам. По сути, это усилитель тока, устройство могло не может использоваться в качестве прямой замены вакуумной лампы, которая является усилителем напряжения. Он имел входное сопротивление от низкого до среднего, в отличие от очень высокого входного сопротивления. электронных ламп. Кроме того, поскольку транзистор имеет прямое резистивное соединение между его входом (базой) и выходом (коллектор) кратность схемы проблемы с обратной связью должны были быть решены.

Позднее были разработаны усовершенствованные методы проектирования и транзисторные приемники, усилители, Передатчики, слуховые аппараты, игрушки и промышленные устройства управления производились в огромных количествах. Но по-прежнему требовалось множество схем, в которых использовались только высокоомные электронные лампы. могли пополнить счет, и многие конструкторы тосковали по чудо-устройству — транзистору. с трубчатыми характеристиками.

Со временем транзисторы становились все лучше и лучше.Номинальное выходное напряжение и ток были расширены, как и верхние пределы рабочей частоты. Но как бы то ни было более новые транзисторы были усовершенствованы, они сохранили основные характеристики более ранних типы.

Тем временем в лаборатории ученые экспериментировали с новым твердотельным устройство, основанное на молекулярном принципе, описанном Лилиенфельдом еще в 1928 году. Шокли, один из соавторов оригинального транзистора предложил практичный транзисторный устройство, основанное на принципе Лилиенфельда еще в 1948 г., но только в середине 1950-х годов, когда в лабораториях было разработано работоспособное устройство, практичное и надежное. единицы не производились до начала 1960-х годов.

Новое устройство сочетает в себе самые желанные особенности универсальной вакуумной лампы и работоспособный транзистор. Он имел высокое входное сопротивление и хорошую изоляцию между входные и выходные электроды. Способный к большому усилению, он в то же время был таким же маленьким как обычные транзисторы и чрезвычайно эффективны. И, как ни странно, выставили хотя бы одна из важных рабочих характеристик вакуумной лампы — контроль тока с помощью переменного электрического поля — в твердотельной среде, а не в в вакууме.

Обозначается разными именами — полевой транзистор, униполярный транзистор и т. Д. В период своего созревания устройство теперь известно как полевой транзистор (FET). Это действительно, транзистор, который «думает» и «действует» как лампа.

Познакомьтесь с г.FET. Графическое и схематическое изображение триодной вакуумной лампы, разветвления. транзистор и полевой транзистор показаны на рис. 1–3. Из три схематических символа, символ полевого транзистора в настоящее время наименее стандартизирован.

В вакуумной лампе (рис. 1) ток пластины — это просто поток свободных электронов, который буквально «выкипают» с катода нагретой нитью накала (в некоторых мощных трубки, нить используется напрямую) и притягиваются положительно смещенной пластиной.Электроны, покидающие катод, должны проходить через промежуточную сетку.

Отрицательное смещение в сети создает электрическое поле, которое имеет тенденцию отталкивать электроны текут от катода к пластине, ограничивая ток пластины. Пластинчатый ток в определенных пределах может также регулироваться пластинчатым напряжением. Однако, поскольку сетка e намного ближе к катоду, чем пластина, меньшее изменение напряжения на сетке имеет по существу такое же или большее влияние на ток пластины, чем большее изменение в пластина напряжения.Именно эта характеристика позволяет электронной лампе усиливать сигнал.

Насыщение тока пластины происходит, когда пластина притягивает все доступные свободные электроны. По достижении этой точки дальнейшее повышение напряжения на пластине не вызывает соответствующего увеличение тока пластины.

Базовый переходной транзистор (рис. 2) состоит из трех слоев сэндвич двух разных полупроводниковые материалы. Здесь ток эмиттер-коллектор состоит из движения два типа частиц: электроны, которые заряжены отрицательно, и «дырки» (по сути, отсутствие электрона в стабильной кристаллической структуре), которые несут положительный заряд.Если электроны преобладают, они называются основными носителями и неосновные носители дырок, причем материал идентифицирован как полупроводник n-типа. Точно так же материал, в котором преобладают положительные отверстия, называется материалом p-типа. полупроводник.

Ток эмиттер-коллектор транзистора контролируется введением неосновной перевозчиков в базовый регион. Так как база довольно тонкая, сравнительно небольшой ток изменение может управлять гораздо большим током эмиттер-коллектор.Переходной транзистор, то есть устройство усиления или контроля тока, в отличие от вакуумной лампы, которая по сути является усилителем напряжения. Кроме того, поскольку базовый ток, пусть и минутный, важно для работы, устройство должно иметь низкий входной импеданс.

Базовый полевой транзистор состоит из пластины полупроводника n- или p-типа. материал с электродом на обоих концах и двумя электродами по бокам, как показано на рис.3. Обратите внимание на то, что боковые электроды связаны вместе и, таким образом, функционируют как одиночный элемент. По соглашению терминал, в который подается ток, называется исток, а выходная клемма называется стоком. Остающийся электрод, который служит элементом управления, называется затвором. Обратите внимание на различия в терминологии FET. от электронных ламп и переходных транзисторов.

Как работает полевой транзистор. Основной переходной полевой транзистор (JFET) представляет собой стержень из легированного кремния. который ведет себя как обычный резистор.Обратитесь к рис. 4 и предположите, что полевой транзистор выполнен подложка (материал) n-типа. Тогда ток через устройство будет в основном состоять из электронов в качестве основных носителей. Рассмотрим, что происходит, когда постоянный ток напряжение приложено к электродам истока и стока, а затвор находится под нулевым смещением. В этих условиях устройство ведет себя более или менее как обычный резистор. В определенных пределах, исток-сток ток прямо пропорционален приложенному напряжению.

Теперь предположим, что к затвору приложено обратное смещение.(Это будет напряжение та же полярность, что и у большинства носителей; то есть отрицательный для материала n-типа, положительный для материала p-типа.) Напряжение на затворе создаст электрическое поле, чтобы оттолкнуть носители тока и ограничивают область, через которую они протекают. Это действие показано на рис. 5. По сути, токопроводящий канал обеднен носителями тока внутри области, непосредственно прилегающие к электроду затвора. Вполне логично, что регионы, где текущее движение ограничено, называются зонами истощения (иногда их называют как зоны или регионы, а не как области).

Дальнейшее увеличение смещения обратного затвора приводит к дальнейшему расширению обедненных областей, так как 6, что дополнительно снижает ток сток-исток. Таким образом, с заданным фиксированным затвором смещения ток стока будет изменяться в зависимости от сигнала, подаваемого на затвор. Отметим также, что поскольку затвор имеет обратное смещение, полевой транзистор имеет очень высокий входной импеданс, когда слабый ток стока или его отсутствие. Полевой транзистор в этом канале ведет себя как вакуумная трубка. ток регулируется электрическим полем, создаваемым напряжением на затворе.

Рассмотрим, что происходит, когда смещение затвора равно нулю, а напряжение исток-сток постепенно увеличивается. выросла. До определенного момента ток стока будет увеличиваться линейно, как в резисторе. Тем не мение, ток стока, протекающий по каналу, создает внутреннее обратное смещение вдоль поверхность ворот. Это, в свою очередь, создает электрическое поле, которое вызывает постепенное увеличение площадей истощения аналогично эффекту от применения смещение внешнего затвора.В конце концов, увеличение площадей истощения, которое имеет тенденцию к ограничивает ток стока, достигает точки, в которой он уравновешивает увеличение тока стока. С этого момента не может быть дальнейшего увеличения тока стока независимо от дальнейших действий. увеличение напряжения сток-исток.

Рис.10 — Условные обозначения, используемые в настоящее время для полевых транзисторов включают (a) n-канальный JFET, (b) p-канальный JFET, и (c) одну форму p-канального IGFET.

Рис. 11 — Вольтметр на полевом транзисторе с согласованной парой кремнийорганических соединений Siliconix. Полевые транзисторы U112 в схеме дифференциального усилителя имеют чувствительность 0,5 — 1,0 вольт. полная шкала.

Фактически, ток стока достиг насыщения (это должно быть знакомым термином!). Точка, в которой происходит это ограничение тока, называется отсечкой сток-исток. Напряжение. И есть, как вы могли догадаться, напряжение отсечки для любого заданного смещения затвора.Конечно, при более высоких напряжениях смещения затвора отсечение происходит при гораздо меньших токах стока.

Если ток стока отображается в зависимости от напряжения сток-исток для заданного смещения затвора, Построена характеристическая кривая полевого транзистора. Семейство таких кривых можно получить, построив график зависимость тока сток-исток от напряжения сток-исток для ряда различных напряжений смещения затвора. По сравнению с соответствующими семействами характеристических кривых вакуумных трубок, типичный Было обнаружено, что полевой транзистор имеет характеристики, которые практически идентичны характеристикам пентода. вакуумная труба.

Семейство полевых транзисторов. Полевые транзисторы производятся с использованием современных технологий. практически идентичны тем, которые используются при изготовлении уже знакомого нам переходного транзистора. Например, полевой транзистор может быть собран путем диффузии или легирования затворов p-типа с обеих сторон. подложки n-типа, а затем прикрепить подходящие металлические электроды, придавая внешний вид Рис. 7.

С производственной точки зрения, часто легче выполнять все распространение и переработку. операции с одной стороны подложки.Этот тип односторонней конструкции показано на рис. 8. Производство начинается с пластины из материала p-типа. Фото-маскировка, Процессы травления и диффузии примесей образуют канал n-типа на одной стороне материала. Затем вентиль p-типа рассеивается в канал n-типа, и вся поверхность покрывается с изолирующим защитным оксидным слоем, с отверстиями, протравленными через оксид для окончательные соединения металлических электродов.

Если вы носили свою «мыслящую шапку», вам может быть интересно, в этот момент, почему электрод затвора электрически соединен с материалом канала.После всего, затвор имеет обратное смещение при использовании, в результате чего p-n переход ведет себя так, как если бы он был диэлектрик. Кроме того, работа устройства основана на наличии различных электрическое поле на затворе, а не при движении носителей тока от затвора в регион канала.

Так почему бы не утеплить ворота? Хороший вопрос, но кто-то еще думал об этом раньше. Фактически, полевые транзисторы с изолированным затвором (IGFET) на самом деле производятся несколькими основные производители.Один из типов конструкции показан на рис. 9. Здесь ворота изолирован тонким слоем оксида. Металлическая поверхность затвора накладывается на оксид и вместе с изолирующим оксидным слоем и полупроводниковым каналом образует конденсатор. Металлическая поверхность служит верхней пластиной конденсатора, а подложка материал — нижняя пластина.

В некоторых случаях IGFET собираются как тетродные устройства с корпусом подложки. (часто обозначаемый как вентиль 2), подключенный к отдельному электроду.Поскольку сток и исток изолированы от подложки, любой ток сток-исток при отсутствии напряжения затвора чрезвычайно низка, потому что электрически структура эквивалентна двум подключенным диодам. спина к спине.

Таблица 1 — JFET для экспериментатора

имеют чрезвычайно высокое входное сопротивление — фактически больше, чем у полевых транзисторов с изолированным затвором. много электронных ламп — но они очень чувствительны к паразитным электрическим зарядам и не могут быть разрушены статическим телом.Входные импедансы выше 10 миллионов МОм не редкость. Производители обычно оборачивают выводы IGFET металлической фольгой или поставляют их со скрепленными вместе выводами. металлической петлей в качестве защитной меры. При установке необходимо соблюдать особую осторожность, подключение и тестирование IGFET для предотвращения его разрушения.

Переходный полевой транзистор (JFET), показанный на рис. 7 и 8 могут быть выполнены как n-канальное или p-канальное устройство. Как и в случае с обычными переходными транзисторами, полевые транзисторы JFET идентифицируются слегка измененными схематическими обозначениями, показанными на рис.10 (а) и 10 (б). Если исток считается общим, n-канальный полевой транзистор требует положительного напряжения стока. и отрицательное смещение затвора; полевой транзистор с p-каналом работает с отрицательным напряжением стока. и положительное смещение затвора.

Как показано на рисунке 10 (c), IGFET идентифицируется совершенно другим символом. Этот общий тип полевого транзистора предлагается в двух основных формах и во многих отдельных типах с различными электрические характеристики и рабочие характеристики.Однако в отличие от JFET данный IGFET может потребовать либо положительного, либо отрицательного смещения затвора относительно его источник, в зависимости от режима работы.

Помимо обычных полевых транзисторов, ряд светочувствительных полевых транзисторов производят производителей. Они называются фотоэлектрическими транзисторами, они похожи на обычные полевые транзисторы, но оснащены с прозрачными линзами, которые фокусируют внешний свет на чувствительных участках поверхности. В photoFET ​​может быть в десять раз более чувствительным, чем фототранзистор на переходе, и имеет лучший коэффициент усиления полосы пропускания, а также исключительная изоляция между входами и выходная схема.

Терминология. Как и в случае с любой новой технологией, для описания полевых транзисторов используется ряд терминов. устройства и их характеристики. Некоторые термины используются в основном производителями, другие в основном проектировщиками схем. К сожалению, термины и символы еще не были полностью стандартизирован, поэтому разные производители могут использовать разные термины и символы, обозначающие одно и то же.

На ранних этапах своего развития полевой транзистор назывался разными именами.В разное время он назывался полевым транзистором, UNIFET и униполярным полевым транзистором. Термины UNIFET и Unipolar были выведены из однопереходной конструкции Полевой транзистор в отличие от двухпереходной (или биполярной) конструкции переходного транзистора.

Рис. 12. Этот высокочастотный кварцевый генератор, использующий Полевой транзистор с p-каналом Siliconix 2N2608 имеет полезный рабочий диапазон 1 мегагерц.

Фиг.13. Модифицированный регулятор тембра Hi-Fi Baxandall использует один p-канал. Полевой транзистор (Siliconix 2N2843). Предусмотрены отдельные регуляторы низких и высоких частот.

Рис. 14. Однозначно не рекомендуется для экспериментатора, этот одноступенчатый предусилитель оснащен полевым транзистором с изолированным затвором (IGFET).

Имя Fieldistor сегодня практически устарело. И другие имена тоже, хотя одна фирма до сих пор называет свою продукцию UNIFETS.Как правило, агрегаты соединительного типа просто называемые полевыми транзисторами, хотя некоторые фирмы используют более конкретное обозначение JFET.

Полевые транзисторы с изолированным затвором также называют МОП-транзисторами в знак признания важность изоляционной пленки металл-оксид-полупроводник (MaS), используемой в их конструкции. Но некоторые разработчики называют одно и то же устройство просто MOST. Последнее могло привести к такое выражение, как «Гоша, мистер ФЕТ, вы САМЫЙ».

Иногда полные выражения, используемые для идентификации конкретного транзистора, могут предполагать внушающая трепет длина.Например, в таблице данных одной фирмы указывается конкретное подразделение. как — задержите дыхание — малошумящий n-канальный эпитаксиальный планарный кремниевый тетрод с полевым эффектом транзистор!

Кроме того, не все производители описывают свою продукцию с использованием одинаковых спецификаций. Параметр, который одна компания считает важным, может быть полностью проигнорирован Другой. Однако, как правило, большинство производителей предоставляют максимальное напряжение. номинальные значения, входная и выходная емкости, максимальная рассеиваемая мощность и типичная отсечка затвора Текущий.Многие даже указывают прямую крутизну общего источника (в мкмос, как в характеристиках трубок) для типичных условий эксплуатации.

Естественно, по-прежнему делаются ссылки на n-канальные или p-канальные типы, а также на режимы работы с улучшением или истощением. Тот факт, что как n-, так и p-канальные типы позволяет использовать полевые транзисторы в различных дополнительных схемах, что является характеристикой что полевые транзисторы не имеют общего с электронными лампами.

Некоторые фирмы, стремясь упростить дело, адаптировали обозначения типов для обозначения предполагаемый режим работы устройства.Таким образом, полевые транзисторы типа A характеризуются работа в режиме истощения; Тип B предназначен для режимов истощения или улучшения; и, наконец, обозначение типа C зарезервировано строго для типов расширенного режима. Но, пожалуйста, не путайте эти обозначения с усилителями класса A, B или C!

Типичные приложения на полевых транзисторах. С высоким входным и выходным сопротивлением и другими ламповыми рабочие характеристики, полевые транзисторы можно рассматривать как почти твердотельные эквиваленты электронных ламп и может использоваться в практически идентичных цепях при условии номинальной мощности наблюдаются.Конфигурация общего источника является наиболее популярной и соответствует схема схемы лампы с общим катодом. Типичные схемы полевых транзисторов показаны на Рис. С 11 по 14.

Рисунок 11 — вольтметр на полевом транзисторе с согласованной парой полевых транзисторов с р-каналом (Q1 и Q2). в схеме дифференциального усилителя. В целом вольтметры на полевых транзисторах выгодно отличаются с качественными VTVM.

Показан высокочастотный кварцевый генератор, использующий полевой транзистор с каналом p-типа. на рис.12. Смещение затвора обеспечивается, как и в цепи вакуумной лампы, истоковым резистором R2, обойден C2. Обратная связь, необходимая для запуска и поддержания колебаний, обеспечивается межэлектродная емкость полевого транзистора, а также возможности паразитной проводки.

На рисунке 13 показан одиночный полевой транзистор Q1 с p-каналом в модифицированном Hi-Fi тоне Баксандала. схема управления, которая может использоваться как часть центра управления стерео. Потенциометр R2 служит регулятором низких частот, а R5 — регулятором высоких частот.

Наконец, простая схема предусилителя с использованием IGFET (MOSFET или MOST, на ваш выбор) приведен на рис. 14. Здесь смещение затвора обеспечивается резистором R1 сопротивлением 22 МОм, возвращенным обратно. к дренажному электроду.

Эти схемы иллюстрируют некоторые из многих практических применений полевого транзистора. Они не предназначены для использования в строительных проектах, как показано, поскольку некоторые значения компонентов возможно, придется изменить, чтобы компенсировать использование разных полевых транзисторов.В любом случае только опытный специалист должен попытаться использовать IGFET в приложении, показанном на Рис. 14. Практические проекты FET будут рассмотрены в следующих выпусках.

Одно можно сказать наверняка: мистер ФЕТ — настоящий «желающий», и его ждет блестящее будущее!

Опубликовано: 14 декабря, 2018

| Бесплатный полнотекстовый | Полевые транзисторные биосенсоры на основе 2D-материалов из неуглеродных материалов: последние достижения, проблемы и перспективы на будущее

3.1.1. Структура, получение и свойства

3.1.2. TMDCs-FET Биосенсоры Датчики на основе полевых транзисторов