¿Qué es un transistor de efecto campo

? Este artículo discutirá uno de los dos tipos principales de transistor de semiconductores, el transistor de efecto de campo o FET. El otro tipo es el transistor de unión bipolar o dispositivos BJT.Active , los tubos de vacío y los transistores van a cambiar la forma en que pasan la corriente en función de cómo el dispositivo activo está sesgada . Para diodos simples , constituidos por un ánodo y un cátodo , (las mismas tanto para el tubo de vacío y diodos semiconductores ) , un dispositivo de polarización directa tiene un voltaje negativo aplicado al cátodo y un positivo en el ánodo y pasará actual con sólo una pequeña caída de voltaje a través de sí mismo. Un diodo de polarización inversa tiene tensión negativa en el ánodo , una señal positiva en el cátodo y se bloqueará el flujo de corriente como si se tratara de un switch.The dispositivos de polarización controlado más complejos activos , triodos de tubo de vacío ( ánodo , cátodo , rejilla) pentodos (ánodo , cátodo y tres capas de cuadrícula ) y así sucesivamente , y los transistores semiconductores actuarán en general, como diodos cuando se invierte sesgada . Cuando sesgado hacia adelante , van a conducir corriente , pero la cantidad de corriente que pueden ser modificados por la tensión de red ( tubo de vacío ) o corrientes de control (corriente de base para el BJT y corrientes de compuerta para FET ) . Este efecto permite que las pequeñas señales aplicadas a un tubo de vacío o segmento de control del transistor de ser amplified.Discussion de la fabricación real de estos dispositivos se quedarán para otro artículo. Aquí vamos a ver a los tipos generales de FET y de la forma en que contrastan entre sí , otros tipos de semiconductores y tubos de vacío . Historia y Operación

La teoría para crear el transistor de efecto de campo ( FET ) que precede para el transistor de unión bipolar ( BJT ) , pero la tecnología para crear el FET se produjo después de la BJT . Las primeras patentes teoría FET fueron emitidas en 1925 y 1934 , pero la fabricación práctica de FET comenzaron a principios esencia 1960s.In FET opera en estado sólido para controlar la corriente en la mayor parte de los tubos de vacío manera operate.Current fluyen desde el cátodo al ánodo puede ser controlada mediante la aplicación de un voltaje de polarización a la puerta ( o rejilla ) . Construcción Semiconductor proporciona " cuellos de botella " en trayecto de la corriente donde los campos cargadas pueden restringir el flujo de corriente en la misma forma cargada capas de cuadrícula en tubos de vacío funciona para triodos o puede mejorar el flujo de corriente en función de sustrato utilizado y el modo . Los diseñadores acostumbrados a trabajar con los tubos de vacío FET encuentran más fáciles de trabajar que los BJT .

Clasificaciones de FET

Las dos clasificaciones más amplias para los FET son el tipo de canal y el modo de . Tipo de canal se determina por el dopaje del canal principal para el flujo de corriente . Tipos canal N tienen un canal dopado negativamente y utilizan P - Canal modos doping.The positivos son del modo del realce en el que el canal está apagado , ( no hay flujo de corriente ) cuando se aplica una polarización cero voltios a la puerta y el agotamiento modo , donde el canal está en ON ( flujos de corriente ) con un cero bias.For ambos modos , una tensión de polarización mayor puerta entregará más corriente a través de un dispositivo de canal N y menos corriente a través de un dispositivo de canal P .

tipos
fabricación de FET

los primeros eran FET FET de unión o JFET y fueron construidas de la misma manera que los BJT . Un subconjunto de JFET utiliza una unión Schottky (para dar una transición nítida de Off a On) en lugar de la unión PN ( el punto de transición entre la física dopado positivo y negativo material dopado de semiconductores ) y se conocen como los FET de metal -semiconductor o MESFETs.The siguiente tipo de construcción fue el FET de puerta aislada o IGFET , donde la puerta fue construida con una capa aislante se mide en micras o menos en la unión PN . Los IGFETs más comunes son el óxido de metal o MOSFET y el MOSFET complementario o CMOS. MOS y CMOS son el tipo más común de FET en uso today.Other , FET de especialidad son vistos como el HFET , para aplicaciones de alta velocidad . Venta
Recambios del FET

En la FET son la fuente es análogo al emisor BJT y el cátodo del tubo de vacío . La puerta del FET es análogo a la base BJT y la rejilla de tubo de vacío . El drenaje del FET es análogo al colector BJT y el ánodo del tubo de vacío . El FET sustrato se muestra también en la mayoría de los esquemas electrónicos estándar.

Materiales de sustrato

El material de sustrato más común utilizado para la fabricación FET restos de silicio puro ( Si) . Es relativamente barato , duradero y fácil de trabajar . La mayoría de los dispositivos digitales se realizan utilizando transistores FET en silicon.Also utilizados son aleaciones como el arseniuro de galio ( GaAs ) y silicio germanio ( SiGe ) . Cada uno ofrece una velocidad de conmutación más rápido que Si puro , pero a un mayor costo de la materia . GaAs también ofrece propiedades especiales tales como una resistencia a la radiación natural que con Si requiere un revestimiento de diamante a la altura, así como ser invisible a los materiales de IR frequencies.Other y aleaciones tales como fosfuro de indio ( InP ) y el zafiro se utilizan en situaciones de laboratorio .

Ventajas y desventajas de la FET en comparación con los BJT y tubos de vacío

En comparación con los BJT , FET han velocidades de conmutación más rápida ( tiempo de conmutación de activo a inactivo ) y generan menos calor por interruptor , que el BJT . FET pueden ser diseñados para geometrías más pequeñas que los BJT , lo que permite mayor número de transistores individuales por cuadrado micras de espacio de semiconductores . Sin embargo , FET , en particular los principios de MOSFETs son más susceptibles a los daños por descarga electrostática (ESD ) que fuera el BJT devices.Compared de Tubos de Vacío , FET son órdenes de magnitud más pequeñas , más energía eficiente y rentable. No requieren tubos catódicos heater.Vacuum son casi inmunes a ESD (y Pulsos Electromagnéticos como un efecto secundario de las detonaciones nucleares ) y son más eficaces a alta potencia (KV y superiores) sobre todo a altas frecuencias , como en radio y televisión transmisores.