
Ключи на полевых транзисторах Полевые транзисторы предназначены для мощных вч схемных применений.
Обозначения:
НО п-тип
НО р-тип
НЗ п-тип НЗ р-тип
Существуют два основных типа ПТ: с затвором в виде р-п- перехода и с затвором в виде перехода металл-полупроводник (МП, например, с диодами Шотки). Принцип работы ПТ: в управлении толщиной проводящего слоя канала между истоком и стоком при помощи поля, изменяющего ширину ОПЗ диода затвора.
Канал и сам транзистор располагаются в пленке полупроводника (эпитаксиальной), лежащей на полуизолирующей (-типа) или изолирующей подложке (сапфир или окисел кремния).
ПТ с p-n- переходом.
НО НЗ
n+
p
n+
n+
pp
n+
n
n
IC
UЗ=0
В IC
UЗ=0,4
В
-0,1
0,3
-0,4
0,1
UСИ
UСИ
IC
IC
-Uпор
UЗИ
Uпор
1 В UЗИ
Основные выражения:
пороговое напряжение Uпор и напряжение отсечки канала UP
! Во избежание инжекции р-п- перехода входное напряжение на затворе не должно превышать 1 В! контактная разность потенциалов в типовых переходах таких структур составляет примерно 0,5 В.
Выражение для ВАХ транзистора в пологой области аппроксимируется почти как для МДП - транзистора:
Здесь a – толщина канала. Для контроля носителей в канале необходимо выполнение условия:
LK / a > 1.
Концентрация примеси в подложке – примерно 51017см-3,
Минимальная длина канала LKmin 0.1 мкм,
что дает диапазон частот до fT= 100 Ггц.
ПТ
с затвором МП (Шотки).
IC без затвора
n
n
UЗ=0
UC
a n b
-UЗ без затвора
UЗ=0
UЗ<0
n
Отрицательное смещение на затворе увеличивает ОПЗ, канал сужается. Транзистор предназначен для мощных ВЧ схем:
При длине канала 1 мкм и толщине канала а=0,2 мкм величина погонного тока составляет Imax 3 A/см !
Топологически мощные транзисторы выполняют в виде меандров, многоканальных структур.
Эти приборы отличаются высокой температурной стабильностью (отрицательный температурный коэффициент).
Эмпирические соотношения для расчета ВАХ:
Uпор=UB
-UP,
UB
= KДШ
НО
При UP > UB HO транзистор, Uпор < 0,
UP
< UB
НЗ транзистор, Uпор
> 0. U=0
Iвх 1 ма НЗ
-3 -2 -1
Iобр
2-4нА 0,8 В UЗИ
Логика на нормально закрытых транзисторах:
(А+В)
Применяют
в основном схемы с активной нагрузкой:
«0»
«1»
Uлог = 0,6 В