Други устройства

В този раздел са представени и други устройства, които са резултат от нормалните дву- и три-терминални устройства.

11.1 метален полупроводников бариерен съединителен транзистор

- транзистор с метален полупроводников бариерен преход (MESFET) е подобен на FET, с изключение на това, че връзката е метална полупроводникова бариера, подобно на случая с диодите на Шотки. FET, направени от силиций (Si) или галиев арсенид (GaAs), са конструирани с дифузни или йонно имплантирани врати. Въпреки това, има предимства при използването на бариерна метална порта на Шотки, когато каналът е n-тип и къси ширини на канала са необходими. С галиев арсенид (GaAs) е трудно да се работи, но той създава добри бариери на Шотки, които са полезни при високочестотни приложения, тъй като електроните се движат по-бързо в GaAs, отколкото в Si. Използването на GaAs в MESFETs води до транзистор, който показва добри резултати в микровълнови приложения. В сравнение със силициевия биполярен транзистор, GaAs MESFETs имат по-добра производителност при входни честоти над 4 GHz. Тези MESFETs показват висока печалба, нисък шум, висока ефективност, висок входен импеданс и свойства, които предотвратяват топлинното изтичане. Те се използват в микровълнови осцилатори, усилватели, миксери, а също и за високоскоростно превключване. GaAs MESFET се използват за високочестотни приложения.

11.2 VMOSFET (VMOS)

Бяха приложени значителни изследователски усилия за увеличаване на мощността на твърдотелните устройства. Област, която показа много обещание, е MOSFET, където проводимият канал е модифициран, за да образува „V“, а не конвенционалната права линия източник към дренаж. Добавя се допълнителен полупроводников слой. Срокът VMOS се получава от факта, че токът между източник и източване следва вертикален път, дължащ се на конструкцията. Сега дренажът се намира на част от добавен полупроводников материал, както е показано на фигура 47. Това позволява на зоната за изтичане на транзистора да бъде поставена в контакт с радиатор, за да подпомогне разсейването на генерираната в устройството топлина. V-образната порта контролира две вертикални MOSFET-и, по една от всяка страна на прореза. Чрез паралелизиране на двата S терминала, настоящият капацитет може да се удвои. VMOS е несиметрична, така че S и D терминалите не могат да бъдат разменени както в случая с нискомощни MOS FETs. Конвенционалните FETs са ограничени до токове от порядъка на милиампери, но VMOS FETs са достъпни за работа в текущия диапазон 100A. Това осигурява голямо подобрение на мощността над конвенционалните FET.

Устройството VMOS може да осигури решение за приложения с висока честота и висока мощност. Десет ват устройства са разработени на честоти в долната ултрависока честота (UHF). Има и други важни предимства на VMOS FETs. Те имат отрицателен температурен коефициент, за да предотвратят топлинния изход. Също така те показват нисък ток на утечка. Те са в състояние да постигнат висока скорост на превключване. VMOS транзистори могат да бъдат направени така, че да имат еднакво разстояние между характеристичните им криви за равни увеличения на напрежението на вратата, така че те могат да се използват като биполярни транзистори за високочестотни линейни усилватели.

Фигура 47 - VMOS конструкция

11.3 Други MOS устройства

Друг тип MOS устройство е a двуизмерния процес, произведен от БНТ понякога се нарича DMOS, Това устройство има предимството да намалява дължината на каналите, като по този начин осигурява отлично разсейване на ниска мощност и висока скорост.

Изработването на БНТ на малки силициеви острови върху субстрат от сапфир понякога се нарича SOS, Островите на силиция се образуват чрез ецване на тънък слой силиций, отглеждан върху сапфирен субстрат. Този вид производство осигурява изолация между островите на силиция, като по този начин значително намалява паразитния капацитет между устройствата.

MOS технологията има предимството, че кондензаторите и резисторите (използващи MOSFET) се правят едновременно с FET, въпреки че големите кондензатори не са приложими. С помощта на MOSFET за повишаване, се прави съпротивление с два терминала и MOSFET портата, свързана с изтичането, причинява FET да работи при пинч-оф. В MOSFET порта е свързан към изтичане чрез източник на енергия, причинявайки БНТ да бъде пристрастен, когато тя ще работи в напрежение контролирани регион на съпротивление на характеристиките. По този начин резисторите на дренажно натоварване се заменят с MOSFET, а не с депониран резистор, което спестява площта на чипа.

ОБОБЩЕНИЕ

Целта на тази глава е да ви запознае с анализа и проектирането на усилвателни схеми с полеви транзистори. БНТ е доста по-различен от BJT. Неговата работа се контролира от напрежение, контрастиращо с BJT, което е устройство, управлявано от ток.

Нашият подход е съпоставим с този на главите BJT. Започнахме с изследване на физическите явления, които управляват поведението на БНТ. В този процес подчертахме контраста между FETs и BJTs. Започнахме нашето проучване с MOSFETs и след това насочихме вниманието си към JFETs. Също така разработихме малки сигнални модели за тези важни устройства. Използвахме тези модели, за да анализираме различните конфигурации на FET усилвателите. След като разбрахме как да анализираме БНТ вериги, насочихме вниманието си към дизайна, който да отговаря на спецификациите. Разгледахме и моделите, използвани от компютърни симулационни програми.

Накратко разгледахме начина, по който се произвеждат БНТ като част от интегрални схеми. Главата завършва с въведение в други видове FET устройства, включително MESFET и VMOS.

ПРЕДИШЕН - 10. Дизайн с усилвател FET

NEXT-1. Предимства и недостатъци на FETs