Tranzystor polowy

Z Wikipedii

Tranzystor polowy dużych mocy z kanałem N

Tranzystor polowy, tranzystor unipolarny, FET (ang. Field Effect Transistor) - tranzystor, w którym sterowanie prądem odbywa się za pomocą pola elektrycznego.

Zasadniczą częścią tranzystora polowego jest kryształ odpowiednio domieszkowanego półprzewodnika z dwiema elektrodami: źródłem (symbol S od angielskiej nazwy source) i drenem (D, drain). Pomiędzy nimi tworzy się tzw. kanał, którym płynie prąd. Wzdłuż kanału umieszczona jest trzecia elektroda, zwana bramką (G, gate). W tranzystorach epiplanarnych, jak również w przypadku układów scalonych, w których wytwarza się wiele tranzystorów na wspólnym krysztale, wykorzystuje się jeszcze czwartą elektrodę, tzw. podłoże (B, bulk albo body), służącą do odpowiedniej polaryzacji podłoża.

Przyłożone do bramki napięcie wywołuje w krysztale dodatkowe pole elektryczne, które wpływa na rozkład nośników prądu w kanale. Skutkiem tego jest zmiana efektywnego przekroju kanału, co objawia się jako zmiana oporu dren-źródło. Jeśli rezystancja kanału jest bardzo duża (rzędu megaomów) wówczas mówi się, że kanał jest zatkany, ponieważ prąd dren-źródło praktycznie nie płynie. Natomiast jeśli rezystancja jest niewielka (kilkadziesiąt, kilkaset omów), mówi się, że kanał jest otwarty, prąd osiąga wówczas maksymalną wartość dla danego napięcia dren-źródło.

Ze względu na budowę i sposób działania tranzystorów polowych, prąd bramki praktycznie nie płynie (jest rzędu mikro-, nanoamperów), dzięki temu elementy te charakteryzują się bardzo dużą rezystancją wejściową oraz dużą transkonduktancją.

Odpowiednio do zasady działania rozróżnia się dwa główne typy tranzystorów polowych:

1. Złączowe (JFET, Junction FET), w których bramka jest połączona z obszarem kanału; ze względu na rodzaj złącza bramka-kanał rozróżnia się:
   • tranzystory ze złączem p-n (PNFET);
   • tranzystory ze złączem metal-półprzewodnik (MEtal-Semiconductor FET, MESFET).

Uproszczona budowa tranzystora JFET. S- źródło, G - bramka, D - dren, 1 - ładunek przestrzenny, 2 - kanał

1. Z izolowaną bramką (IGFET, Insulated Gate FET) - bramka jest odizolowana od kanału; ze względu na technologię wykonania rozróżnia się tranzystory:
   • MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor FET) wykonane z półprzewodnika monokrystalicznego; ponieważ tutaj najczęściej rolę izolatora pełni tlenek krzemu SiO₂ (ang. oxide), toteż tranzystory te częściej nazywa się MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET, MOSFET) lub krócej MOS. Dodatkowo tranzystory MOS dzieli się na:
     • tranzystory z kanałem zubożanym, w których przy braku napięcia bramka-źródło kanał jest otwarty;
     • tranzystory z kanałem wzbogacanym, w których przy braku napięcia bramka-źródło kanał jest całkowicie zatkany.
   • TFT (Thin Film Transistor) wykonane z półprzewodnika polikrystalicznego. Ponieważ tranzystory tego typu są wytwarzane w taki sam sposób, jak układy scalone cienkowarstwowe, toteż nazywane są tranzystorami cienkowarstwowymi.

Dodatkowo ze względu na typ półprzewodnika (P lub N) w którym tworzony jest kanał rozróżnia się tranzystory z kanałem typu P lub kanałem typu N.

[edytuj] Zobacz też

• CMOS
• ISFET