फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर

फील्ड-इफेक्ट (एकध्रुवीय) ट्रान्झिस्टर कंट्रोल पी-एन-जंक्शन (चित्र 1) आणि वेगळ्या गेटसह ट्रान्झिस्टरमध्ये विभागलेले आहेत. नियंत्रण p-n जंक्शनसह फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे उपकरण द्विध्रुवीय पेक्षा सोपे आहे.

एन-चॅनेल ट्रान्झिस्टरमध्ये, चॅनेलमधील मुख्य चार्ज वाहक हे इलेक्ट्रॉन असतात जे चॅनेलच्या बाजूने कमी-संभाव्य स्त्रोतापासून उच्च-संभाव्य नाल्याकडे जातात, एक ड्रेन करंट Ic बनवतात. FET चे गेट आणि स्त्रोत यांच्यामध्ये रिव्हर्स व्होल्टेज लागू केले जाते, जे चॅनेलच्या n-क्षेत्र आणि गेटच्या p-क्षेत्राद्वारे तयार केलेले p-n जंक्शन अवरोधित करते.

अशा प्रकारे, एन-चॅनेल FET मध्ये, लागू केलेल्या व्होल्टेजची ध्रुवीयता खालीलप्रमाणे आहेत: Usi> 0, Usi≤0. जेव्हा गेट आणि चॅनेल दरम्यान pn जंक्शनवर ब्लॉकिंग व्होल्टेज लागू केले जाते (चित्र 2, a पहा), चार्ज वाहकांमध्ये कमी झालेला आणि उच्च प्रतिकार असलेला एकसमान स्तर चॅनेलच्या सीमांवर दिसून येतो.

तांदूळ. 1. पी-एन जंक्शन आणि एन-टाइप चॅनेलच्या रूपात गेटसह फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरची रचना (अ) आणि सर्किट (बी); 1,2 — चॅनेल आणि पोर्टल झोन; 3,4,5 - स्रोत, नाला, तुरुंगाचे निष्कर्ष

तांदूळ. 2. फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरमध्ये Usi = 0 (a) आणि Usi> 0 (b) येथे चॅनेलची रुंदी

यामुळे प्रवाहकीय वाहिनीची रुंदी कमी होते. जेव्हा स्त्रोत आणि ड्रेन दरम्यान व्होल्टेज लागू केले जाते, तेव्हा कमी होणारा थर असमान होतो (चित्र 2, बी), नाल्याजवळील वाहिनीचा क्रॉस-सेक्शन कमी होतो आणि वाहिनीची चालकता देखील कमी होते.

FET ची VAH वैशिष्ट्ये अंजीर मध्ये दर्शविली आहेत. 3. येथे, स्थिर गेट व्होल्टेज Uzi वर व्होल्टेज Usi वर ड्रेन करंट Ic चे अवलंबन फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे आउटपुट किंवा ड्रेन वैशिष्ट्ये निर्धारित करतात (चित्र 3, अ).

तांदूळ. 3. फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे आउटपुट (a) आणि हस्तांतरण (b) व्होल्ट-अँपिअर वैशिष्ट्ये.

वैशिष्ट्यांच्या सुरुवातीच्या विभागात, वाढत्या उमीसह ड्रेनचा प्रवाह वाढतो. जसजसे स्त्रोत-ड्रेन व्होल्टेज Usi = Uzap– [Uzi] पर्यंत वाढते, चॅनेल ओव्हरलॅप होते आणि वर्तमान Ic स्टॉपमध्ये (संतृप्तता क्षेत्र) आणखी वाढ होते.

नकारात्मक गेट-टू-सोर्स व्होल्टेज Uzi चा परिणाम Uc आणि वर्तमान Ic ची व्होल्टेज कमी व्हॅल्यूमध्ये होतो जिथे चॅनल ओव्हरलॅप होते.

Usi व्होल्टेजमध्ये आणखी वाढ झाल्याने गेट आणि चॅनेलमधील p—n जंक्शन तुटतो आणि ट्रान्झिस्टर अक्षम होतो. आउटपुट वैशिष्ट्यांचा वापर हस्तांतरण वैशिष्ट्य Ic = f (Uz) (चित्र 3, b) तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

संपृक्तता विभागात, हे व्होल्टेज Usi पासून व्यावहारिकपणे स्वतंत्र आहे. हे दर्शविते की इनपुट व्होल्टेज (गेट - ड्रेन) च्या अनुपस्थितीत, चॅनेलमध्ये विशिष्ट चालकता असते आणि प्रारंभिक ड्रेन करंट Ic0 नावाचा प्रवाह वाहतो.

चॅनेल प्रभावीपणे "लॉक" करण्यासाठी, इनपुटवर व्यत्यय आणणारा व्होल्टेज Uotc लागू करणे आवश्यक आहे.FET चे इनपुट वैशिष्ट्य - गेटवरील गेट ड्रेन करंट I3 चे अवलंबित्व - स्त्रोत व्होल्टेज - सहसा वापरले जात नाही, कारण Uzi < 0 वर गेट आणि चॅनेलमधील p-n जंक्शन बंद आहे आणि गेट करंट आहे. खूप लहान (I3 = 10-8 … 10-9 A), त्यामुळे अनेक बाबतीत दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.

या प्रकरणात म्हणून द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर, फील्डमध्ये तीन स्विचिंग सर्किट्स आहेत: सामान्य गेटसह, ड्रेन आणि स्त्रोत (चित्र 4). नियंत्रण p-n जंक्शनसह फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे I-V हस्तांतरण वैशिष्ट्य अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 3, बी.

तांदूळ. 4. नियंत्रण p-n-जंक्शनसह सामान्य-स्रोत फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरची स्विचिंग योजना

द्विध्रुवीयांवर नियंत्रण p-n-जंक्शन असलेल्या फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे मुख्य फायदे म्हणजे उच्च इनपुट प्रतिबाधा, कमी आवाज, उत्पादनात सुलभता, पूर्णपणे उघडलेल्या चॅनेलमध्ये कमी व्होल्टेज ड्रॉप. तथापि, फील्ड-इफेक्ट ट्रान्झिस्टरचे असे नुकसान आहे की I च्या नकारात्मक क्षेत्रांमध्ये कार्य करणे आवश्यक आहे - V वैशिष्ट्य, जे योजनेला गुंतागुंत करते.

तांत्रिक विज्ञानाचे डॉक्टर, प्रोफेसर एल.ए. पोटापोव्ह