ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు

ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ (యూనిపోలార్) ట్రాన్సిస్టర్లు నియంత్రణ p-n-జంక్షన్ (Fig. 1) మరియు ఒక వివిక్త గేట్తో ట్రాన్సిస్టర్లుగా విభజించబడ్డాయి. నియంత్రణ p-n జంక్షన్‌తో ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ పరికరం బైపోలార్ కంటే సరళమైనది.

n-ఛానల్ ట్రాన్సిస్టర్‌లో, ఛానెల్‌లోని ప్రధాన ఛార్జ్ క్యారియర్లు ఎలక్ట్రాన్‌లు, ఇవి తక్కువ-సంభావ్య మూలం నుండి అధిక-సంభావ్య డ్రెయిన్‌కు ఛానెల్‌తో పాటు కదులుతాయి, ఇవి డ్రెయిన్ కరెంట్ Icని ఏర్పరుస్తాయి. FET యొక్క గేట్ మరియు మూలం మధ్య రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, ఇది ఛానెల్ యొక్క n-ప్రాంతం మరియు గేట్ యొక్క p-ప్రాంతం ద్వారా ఏర్పడిన p-n జంక్షన్‌ను అడ్డుకుంటుంది.

కాబట్టి, n-ఛానల్ FETలో, అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ల ధ్రువణాలు క్రింది విధంగా ఉంటాయి: Usi> 0, Usi≤0. గేట్ మరియు ఛానెల్ మధ్య pn జంక్షన్‌కు నిరోధించే వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు (Fig. 2, a చూడండి), ఛార్జ్ క్యారియర్‌లలో క్షీణించిన మరియు అధిక నిరోధకతతో ఏకరీతి పొర, ఛానెల్ సరిహద్దుల వద్ద కనిపిస్తుంది.

అన్నం. 1. p-n జంక్షన్ మరియు n-రకం ఛానల్ రూపంలో గేట్‌తో ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క నిర్మాణం (a) మరియు సర్క్యూట్ (b); 1,2 - ఛానల్ మరియు పోర్టల్ మండలాలు; 3,4,5 - మూలం, కాలువ, జైలు యొక్క ముగింపులు

అన్నం. 2. Usi = 0 (a) వద్ద మరియు Usi> 0 (b) వద్ద ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లో ఛానెల్ వెడల్పు

ఇది వాహక ఛానెల్ యొక్క వెడల్పులో తగ్గింపుకు దారితీస్తుంది. మూలం మరియు కాలువ మధ్య వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, క్షీణత పొర అసమానంగా మారుతుంది (Fig. 2, b), కాలువ సమీపంలోని ఛానెల్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్ తగ్గుతుంది మరియు ఛానెల్ యొక్క వాహకత కూడా తగ్గుతుంది.

FET యొక్క VAH లక్షణాలు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి. 3. ఇక్కడ, స్థిరమైన గేట్ వోల్టేజ్ Uzi వద్ద వోల్టేజ్ Usiపై డ్రెయిన్ కరెంట్ Ic యొక్క ఆధారపడటం ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ (Fig. 3, a) యొక్క అవుట్‌పుట్ లేదా డ్రెయిన్ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది.

అన్నం. 3. ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ (ఎ) మరియు బదిలీ (బి) వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాలు.

లక్షణాల ప్రారంభ విభాగంలో, పెరుగుతున్న Umiతో కాలువ కరెంట్ పెరుగుతుంది. సోర్స్-డ్రెయిన్ వోల్టేజ్ Usi = Uzap– [Uzi]కి పెరిగినప్పుడు, ఛానెల్ అతివ్యాప్తి చెందుతుంది మరియు ప్రస్తుత Ic స్టాప్‌లలో (సంతృప్త ప్రాంతం) మరింత పెరుగుతుంది.

ప్రతికూల గేట్-టు-సోర్స్ వోల్టేజ్ Uzi వోల్టేజ్ Uc మరియు ప్రస్తుత Ic యొక్క తక్కువ విలువలకు దారి తీస్తుంది, ఇక్కడ ఛానెల్ అతివ్యాప్తి చెందుతుంది.

వోల్టేజ్ Usiలో మరింత పెరుగుదల గేట్ మరియు ఛానెల్ మధ్య p — n జంక్షన్ విచ్ఛిన్నానికి దారితీస్తుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌ను నిలిపివేస్తుంది. బదిలీ లక్షణం Ic = f (Uz) (Fig. 3, b)ను నిర్మించడానికి అవుట్‌పుట్ లక్షణాలను ఉపయోగించవచ్చు.

సంతృప్త విభాగంలో, ఇది వోల్టేజ్ Usi నుండి ఆచరణాత్మకంగా స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ (గేట్ - డ్రెయిన్) లేనప్పుడు, ఛానెల్ నిర్దిష్ట వాహకతను కలిగి ఉందని మరియు ప్రారంభ డ్రెయిన్ కరెంట్ Ic0 అని పిలువబడే కరెంట్‌ను ప్రవహిస్తుంది అని ఇది చూపిస్తుంది.

ఛానెల్‌ని సమర్థవంతంగా "లాక్" చేయడానికి, ఇన్‌పుట్‌కు అంతరాయం కలిగించే వోల్టేజ్ Uotcని వర్తింపజేయడం అవసరం.FET యొక్క ఇన్‌పుట్ లక్షణం - గేట్‌పై గేట్ డ్రెయిన్ కరెంట్ I3 ఆధారపడటం - సోర్స్ వోల్టేజ్ - సాధారణంగా ఉపయోగించబడదు, ఎందుకంటే Uzi <0 వద్ద గేట్ మరియు ఛానెల్ మధ్య p-n జంక్షన్ మూసివేయబడుతుంది మరియు గేట్ కరెంట్ ఉంటుంది. చాలా చిన్నది (I3 = 10-8 … 10-9 A), కాబట్టి చాలా సందర్భాలలో దీనిని నిర్లక్ష్యం చేయవచ్చు.

ఈ సందర్భంలో వలె బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు, ఫీల్డ్‌లు మూడు స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్‌లను కలిగి ఉంటాయి: ఒక సాధారణ గేట్, డ్రెయిన్ మరియు సోర్స్ (Fig. 4). నియంత్రణ p-n జంక్షన్‌తో ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క I-V బదిలీ లక్షణం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3, బి.

అన్నం. 4. నియంత్రణ p-n-జంక్షన్‌తో సాధారణ-మూల ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క స్విచింగ్ స్కీమ్

బైపోలార్ వాటిపై నియంత్రణ p-n-జంక్షన్ కలిగిన ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలు అధిక ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్, తక్కువ శబ్దం, ఉత్పత్తి సౌలభ్యం, పూర్తిగా ఓపెన్ ఛానెల్‌లో తక్కువ వోల్టేజ్ తగ్గుదల. I - V లక్షణం యొక్క ప్రతికూల ప్రాంతాలలో పని చేయాలి, ఇది పథకాన్ని క్లిష్టతరం చేస్తుంది.

సాంకేతిక శాస్త్రాల వైద్యుడు, ప్రొఫెసర్ L.A. పొటాపోవ్