Өрістік транзисторға негізделген қарапайым кілттің жұмыс істеу принципі

Қуатты N-каналы FET

Арнадан заряд тасымалдаушылар шығатын аймақ «исток» деп аталады, олар арнадан шығатын аймақ «сток» деп аталады, басқару кернеуі қолданылатын электрод «затвор» деп аталады.

Өрістік транзисторларда кристалл арқылы өтетін токты тек бір таңбалы заряд тасушы – электрон немесе кемтік тудырады. Заряд тасушыларды басқаруға негізделетін физикалық эффектілерге қарай өрістік транзисторлар шартты түрде 2 топқа: басқаратын p-n электрон-кемтіктік ауысуы бар немесе (металл-шалаөткізгіш түйіспелі оқшауланған жапқылы металл-диэлектрик-шалаөткізгіш (МДШ) транзисторлар деп бөлінеді.

Транзисторлардың өрістіктерінде биполярлы транзистордағы сияқты үш электрод бар. Бірақ мұнда олар «затвор, исток, сток» деп аталады. Ал исток пен стоктың ток жүретін арасын арна, яғни канал деп атайды. Бұл транзистордың тогы бекітпе мен бастаудың арасына берілген кернеудің әсерінен пайда болатын электр өрісі арқылы басқарылады. Сондықтан да оны өрістік транзистор дейді. Мұндай транзисторларда ток арна арқылы тек бір ғана түрлі зарядпен пайда болады (электрондармен немесе ойықтармен)

Өрістік транзистордың қосылу схемасы Ортақ исток арұылы баскару Ортақ сток арқылы басқару Ортақ затворы бар басқару p-n өткелі бар ӨТ қосу схемасы p-n өткелі бар ӨТ қосу схемасы p-n өткелі бар ӨТ қосу схемасы

Арнасы п типті транзистордың негізгі заряд тасушылары электрондар, олар арнаның бойымен бастаудан кұймаға қарай ағылады. Бастаудың потенциалы төмен, ал құйманың потенциалы жоғары болады (Uқб > 0). Осылайша кұйма тогы пайда болады. Бастау мен р типті бекітпенің арасына р-п асуын жабатындай кернеу берілуі керек. Ол үшін бекітпенің потенциалы бастаудың потенциалынан төмен болуы керек (Uбек.б< 0). Арнасы р - типті транзисторда Uқб < 0 және Uбек.б > 0 болады. Өрістік транзистордың жұмыс принципін төмендегі сурет арқылы түсіндірейік . Мұнда қарапайымдылық үшін кұйма мен бастау біріктірілген, яғни Uқб = 0. Жабатын Uбек.б кернеуді берген уақытта р - п асуында жабатын қабат пайда болады. Бұл жабатын кабатта заряд тасымалдаушылар жоқ, сондықтан оның кедергісі өте жоғары. Бұл қабат арнаның өткізгіштік қабілетін төмендетеді. Егер жабатын кернеу жоғарылайтын болса, онда арна да көбірек жабылады да, жабатын қабат ұлғаяды. Өте жогары Uбек.б кернеу кезінде жабатын кабат арнаны толық жауып тастайды да, оның кедергісі тез көтеріледі. Құйма мен бастаудың арасына кернеу қою транзистордың жұмыс принципін өзгерте алмайды, тек қана жабатын қабат пен арнаның түрі өзгереді. Өрістік транзисторлардың оқшауланған бекітпелі дегені бар. Оның бекітпесі жартылай өткізгіш емес, металл. Сол металл бекітпе мен арнаның арасында жұқа диэлектрик орналастырылған. Ал р – п асуы деген мүлде жоқ. Осы диэлектрик бекітпе арқылы ағып кететін ақпа токтың шамасын әлдеқайда төмендете алады. Өрістік транзисторлар кіретін кедергілері жоғары болатын күшейткіш каскадтарда, кілттік және де логикалық схемаларда пайдаланылады.

П-арналы өрістік транзисторлардың шартты бейнесі берілген. Ал р - арналы өрістік транзисторлардың шартты бейнесінде барлығы да осылай көрсетіледі, бірақ тек қана стрелкаларының бағыты қарама- қарсы болулары керек. Бірінші суретте бекітпесі р - п асуы түріндегі п - типті өрістік транзистордың, ал екінші - суретте бекітпесі оқшауланган п – типті өрістік транзистордың шартты түрде белгіленулері көрсетілген. Жекелеген қақпасымен өрістік транзистор – бұл қақпасы арнадан диэлектрик қабатымен электрлік қатынаста бөлінген өрістік транзистор. Жекеленген қақпасымен өрістік транзистор электр өткізгіштіктің қарама-қарсы типімен екі аумағы құрылған жартылай өткізгіштің біршама үлкен меншікті кедергісімен пластинадан тұрады. Бұл аумақтарға металдық электродтар – кіріс және шығыс қойылған. Кіріс және шығыс арасындағы өткізгіштің беті диэлектриктің жұқа қабатымен жабылған, әдетте кремний оксидінің қабатымен (SiO2). Диэлектрик қабатына металдық электрод – қақпа қойылған. Сонда металдан, диэлектриктен, жартылай өткізгіштен тұратын құрылымды аламыз. Сондықтан жекеленген қақпасымен өрістік транзисторларды жиі МДЖ-транзисторлар (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) немесе МОЖ-транзисторлар (металл-оксид- жартылай өткізгіш) деп атайды.

МДЖ-транзисторлар МДЖ-транзисторларының екі түрі бар: индукцияланған және орнатылған арналармен. МДЖ-транзисторының жұмысы өріс әсеріне, яғни жартылай өткізгіштің үстіңгі аумағының өткізгіштігін үстіңгі потенциал арқылы өзгерту мүмкіншілігіне негізделген. Тоқ өтетін өткізу қабат арна деп аталады. Мұндан транзисторлар тобының тағы бір атауы – арналық транзисторлар. Жартылай өткізгіштің көлемінің және жекеленген электродтрадың (қақпамен) арасында потенциалдар айырымын жасағанда жартылай өткізгіштің бетінде жартылай өткізгіштің қалған көлемінде концентрациядан өзгешеленетін, - қақпада кернеуді өзгертіп, кедергісімен басқаруға болатын арнасы бар заряд тасушылар концентрациясымен қабат пайда болады. Өріс әсерін туғызатын металдық электродты жаппа (З) деп атайды. Қалған екі электродты бастау (И) және құйма (С) деп атайды. Негізінде бұл электродтар қайырылады. Бастау – бұл өткізгіш арна арқылы заряд тасушылар қосылатын электрод. Құйма – бұл заряд тасушылар шығаратын электрод. Жаппа – электр сигнал берілетін электрод. Оны өткізгіш арнада кірістен шығысқа өтетін тоқ өлшемін басқару үшін қолданады.

Назарларыңызға рақмет!

жүктеу/скачать 410,43 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: