Вікіпедія

Польовий транзистор: відмінності між версіями

Інтерактивний перегляд історії
(Переглянути усі неперевірені зміни)
[перевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
м стильові правлення
зовнішні посилання
Рядок 1:
'''Польови́й транзи́стор'''&nbsp;— [[напівпровідник|напівпровідниковий]] пристрій, переважно із трьома виводами, в якому [[сила струму]], що протікає між двома електродами ([[Витік (електрод)|витоком]] і [[стік (електрод)|стоком]]) регулюється [[напруга|напругою]], прикладеною до третього електрода ([[Затвор (електрод)|затвор]]а<ref>Цей термін устоявся в літературі, хоча є запозиченням з російської мови. Відповідні українські терміни могли б бути: засувка, заслін, замок</ref>).
'''Польовий транзистор'''&nbsp;— електроперетворювальний прилад, в якому струм через канал керується [[Електричне поле|електичним полем]], яке виникає при підключенні напруги між затвором і витоком. Польовий транзистор з керуючим p-n-переходом&nbsp;— це [[транзистор]], затвор якого відокремлений в електричному відношення від каналу p-n-переходом, зміщеним у зворотному напрямі. Керування [[Електричний струм|струмом]] через канал відбувається за рахунок збільшення або зменшення перерізу каналу зовнішньою [[Електрична напруга|напругою]], підключеною між затвором і витоком. Польовий транзистор з ізольованим затвором&nbsp;— це транзистор, затвор якого відокремлений в електричному відношення від каналу шаром [[Діелектрики|діелектрика]].
 
== Історія ==
В залежності від типу діелектрика існує два типи польових транзисторів. МДН&nbsp;— (метал-діелектрик-[[напівпровідник]])&nbsp;— транзистори і МОН&nbsp;— (матал-оксид-напівпровідник)&nbsp;— транзистори. Якщо між витоком і стоком існує тонкий поверхневий канал для струму, створений штучно, то транзистори називають МОН-транзисторами з вбудованим каналом. Якщо канал створюється в результаті виникнення інверсійного шару при дії напруги між затвором і витоком, то такі транзистори називають МОН-транзисторами з наведеним каналом.
Вперше ідея використання ефекту поля (електричного) для модуляції провідності на поверхні напівпровідника була запропонована [[Юліус Лілієнфельд|Лілієнфельд]]ом в середині 20-х років. В другій половині 30-х років [[Вільям Шоклі]] спробував її реалізувати на поверхні германію, керівний електрод розділявся за допомогою слюдяної пластинки. Хоч [[ефект поля]] і підтвердився експериментально, проте до практичної реалізації справа так і не дійшла. І тільки в 1960 році, коли була розроблена технологія пасивації кремнію (Девон Канг та Мартін Аталла), з'явились перші МДН-транзистори. Модель роботи МДН-транзистора була вперше запропонована [[Са Ч.Т.]]
 
== Будова ==
Польові транзистори застосовуються в схемах автоматики та захисту систем управління в логічних пристроях.
 
[[Файл:Lateral mosfet.svg|thumb|300px|right|Схема будови метал-оксидного польового транзистора]]
 
На малюнку праворуч схематично зображена будова одного з типів польового транзистора: метал-оксидного ([[МДН- транзистор|MOSFET]]), або МОН (метал-оксид-напівпровідник). Струм в транзисторі протікає через канал, що утворено легованою областю напівпровідника, розташованою між [[Підкладка (електроніка)|підкладкою]] і затвором. До каналу під'єднані два електроди&nbsp;— витік, що є джерелом [[носії заряду|носіїв заряду]] й стік, до якого носії заряду стікаються. Контакти між витоком та стоком і каналом робляться [[Омічний контакт|омічними]]. Для цього приконтактні області сильно легують. Ці області позначені на рисунку n<sup>+</sup>.
 
== Принцип дії ==
 
За принципом дії польовий транзистор дуже схожий на [[Кран (гідравліка)|водопровідний кран]]. Носії заряду протікають через канал, обмежений з одного боку підкладкою, в якій не може протікати струм, бо в ній немає носіїв заряду, та [[область збіднення|областю збіднення]], яка утворюється під затвором завдяки [[Контактна різниця потенціалів|контактній різниці потенціалів]]. Шириною області збіднення можна керувати, прикладаючи до затвора напругу. При прикладенні зворотної напруги область збіднення розширюється і перекриває більшу частину каналу. В канал наче висувається заслінка. При певному значенні зворотної напруги область збіднення повністю перекриває канал. Струм через канал зменшується. В цьому випадку говорять, що транзистор закритий. Відповідне значення напруги називається '''напругою запирання'''. При прикладенні до затвора прямої напруги, канал розширюється, пропускаючи більший струм.
 
== Типи польових транзисторів ==
[[Файл:Field effect transistors (uk).svg|thumb|500px|Види польових транзисторів та їх позначення на [[Принципова електрична схема|принципових схемах]].]]
 
Серед різновидів польових транзисторів можна виділити два основні класи: польові транзистори із затвором у виді [[p-n перехід|p-n переходу]] та польові транзистори із затвором, який ізольований від робочого напівпровідникового об'єму [[діелектрик]]ом. Прилади цього класу часто також називають МДН транзисторами (від словосполучення метал - діелектрик - напівпровідник) та МОН транзисторами (від словосполучення метал - оксид - напівпровідник), оскільки в якості діелектрика найчастіше використовується [[діоксид кремнію]].
 
В свою чергу транзистори з ізольованим каналом поділяються на транзистори з вбудованим каналом (англ. depletion mode transistor) та індукованим каналом. Транзистори з вбудованим каналом (у них канал відкритий при нульовій напрузі витік-затвор) зустрічаються набагато рідше .
 
Також польові транзистори підрозділяються на транзистори з каналом провідності n-типу або p-типу.
 
== Транзистори з керуючим p-n переходом ==
Польовий транзистор з керівним p-n переходом - це польовий транзистор, затвор якого ізольований (тобто відокремлений в електричному відношенні) від каналу p-n переходом, зміщеним у зворотньому напрямку.
Такий транзистор має два невипрямлювані контакти до області, по якій проходить керований струм основних носіїв заряду, і один або два керівних електронно-діркових переходи, зміщених у зворотному напрямку. При зміні зворотної напруги на p-n переході змінюється його товщина і, отже, товщина області, по якій проходить керований струм основних носіїв заряду. Область, товщина і поперечний переріз якої управляється зовнішньою напругою на керівному p-n переході і по якій проходить керований струм основних носіїв, називають каналом. Електрод, з якого в канал входять основні носії заряду, називають витоком або джерелом ({{lang-en|Source}}). Електрод, через який з каналу йдуть основні носії заряду, називають стоком (Drain). Електрод, який слугує для регулювання поперечного перетину каналу, називають затвором (Gate).
Електропровідність каналу може бути як n-, так і p-типу. Тому по електропровідності каналу розрізняють польові транзистори з n-каналом і р-каналом. Всі полярності напруг зсуву, що подаються на електроди транзисторів з n-і з p-каналом, протилежні.
Управління струмом стоку, тобто струмом від зовнішнього щодо потужного джерела живлення в колі навантаження, відбувається при зміні зворотної напруги на p-n переході затвора (або на двох p-n переходах одночасно). У зв'язку з малістю зворотних струмів потужність, необхідна для управління струмом стоку і споживана від джерела сигналу в колі затвора, виявляється мізерно малою. Тому польовий транзистор може забезпечити посилення електромагнітних коливань як по потужності, так і по струму і напрузі.
Таким чином, польовий транзистор за принципом дії аналогічний вакуумного тріода. Витік у польовому транзисторі подібний катоду вакуумного тріода, затвор - сітці, стік - аноду. Але при цьому польовий транзистор істотно відрізняється від вакуумного тріода. По-перше, для роботи польового транзистора не потрібно підігріву катода. По-друге, будь-яку з функцій витоку і стоку може виконувати кожен з цих електродів. По-третє, польові транзистори можуть бути зроблені як з n-каналом, так і з p-каналом, що дозволяє вдало поєднувати ці два типи польових транзисторів в схемах.
Від біполярного транзистора польовий транзистор відрізняється, по-перше, принципом дії: в біполярному транзисторі управління вихідним сигналом проводиться вхідним струмом, а в польовому транзисторі - вхідною напругою або електричним полем. По-друге, польові транзистори мають значно більший вхідний опір, що пов'язано із зворотним зсувом p-n-переходу затвора в розглянутому типі польових транзисторів. По-третє, польові транзистори можуть мати низький рівень шуму (особливо на низьких частотах), так як в польових транзисторах не використовується явище інжекції неосновних носіїв заряду і канал польового транзистора може бути відділений від поверхні напівпровідникового кристала. Процеси рекомбінації носіїв в p-n переході і в базі біполярного транзистора, а також генераційно-рекомбінаційні процеси на поверхні кристала напівпровідника супроводжуються виникненням низькочастотних шумів.
 
== Застосування ==
 
Із розробкою технології [[інтегральна схема|інтегральних схем]] польові транзистори майже витіснили [[біполярний транзистор|біполярні транзистори]] з більшості галузей електроніки. Понад 100&nbsp;млн транзисторів у [[процесор]]і [[комп'ютер]]а, за допомогою якого можна прочитати цю сторінку Вікіпедії, є польовими транзисторами. Вони використовуються також у мікросхемах, які входять до складу більшості радіоелектронних приладів: мобільних телефонів, телевізорів, пральних машин, холодильників тощо.
 
Стрімко розвиваються галузі застосування потужних польових транзисторів. У силовій електроніці потужні польові транзистори успішно замінюють і витісняють потужні біполярні транзистори. В підсилювачах потужності звукових частот класу [[Hi-Fi]] і [[Hi-End]] потужні польові транзистори успішно замінюють потужні електронні лампи, оскільки мають малі нелінійні і динамічні спотворення.
 
== Див. також ==
* [[ТранзисторКМОН]]
* [[МДН- транзистор]]
* [[Транзистор із плавним затвором]]
 
== Примітки ==
<references/>
 
== Література ==
* Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов.&nbsp;— Ленинград: Энергия, 1975.&nbsp;— 304 с.
 
== Джерела ==
Рядок 12 ⟶ 58:
* Терещук Р. М., Терещук К. М., Седов С.&nbsp;А.&nbsp;Полупроводниковые приемно-усилительные устройства.&nbsp;— К.: Наукова думка, 1988.&nbsp;— С. 183&nbsp;— 191.{{ref-ru}}
* {{МГЕ}}
[[Категорія:Підсилювальна техніка]]
[[Категорія:Електронні компоненти]]▼
[[Категорія:Транзистори]]▼
[[Категорія:Статті, що повинні бути в усіх Вікіпедіях]]
 
 
{{Electronics-stub}}
{{Physics-stub}}
▲[[Категорія:{{Електронні компоненти]]}}
 
▲[[Категорія:Транзистори]]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/wiki/Польовий_транзистор