11. Andre enheder

Andre enheder

Andre enheder, der er en udvækst af de normale to- og tre-terminale enheder, er præsenteret i dette afsnit.

11.1 Metal Semiconductor Barrier Junction Transistor

metal halvlederbarriere junction transistor (MESFET) ligner en FET, bortset fra at krydset er en metalhalvlederbarriere, meget som det er tilfældet med Schottky-dioder. FET'er fremstillet af silicium (Si) eller galliumarsenid (GaAs) er konstrueret med diffunderede eller ionimplanterede porte. Der er dog fordele ved at bruge en Schottky barriere metalport, når kanalen er n-type og korte kanalbredder er nødvendige. Galliumarsenid (GaAs) er svært at arbejde med, men alligevel giver det gode Schottky-barrierer, der er nyttige i højfrekvente applikationer, fordi elektroner bevæger sig hurtigere i GaA'er end i Si. Brug af GaA'er i MESFET resulterer i en transistor, der udviser god ydeevne i mikrobølgeapplikationer. I sammenligning med den bipolære siliciumtransistor har GaAs MESFETs bedre ydeevne ved indgangsfrekvenser over 4 GHz. Disse MESFET'er udviser høj forstærkning, lav støj, høj effektivitet, høj indgangsimpedans og egenskaber, der forhindrer termisk løb. De bruges i mikrobølgeoscillatorer, forstærkere, mixere og også til skift mellem høj hastighed. GaAs MESFET'er bruges til højfrekvente applikationer.

11.2 VMOSFET (VMOS)

Der er blevet anvendt en betydelig forskningsindsats for at øge strømkapaciteten for solid state-enheder. Et område, der har vist meget løfte, er MOSFET, hvor ledningskanalen er modificeret til at danne en “V” snarere end den konventionelle kilde til afløb lige linje. Et ekstra halvlederlag tilføjes. Begrebet VMOS er afledt af den kendsgerning, at strømmen mellem kilde og dræn følger en lodret vej på grund af konstruktionen. Aftapningen er nu placeret på et stykke tilsat halvledermateriale, som illustreret i figur 47. Dette tillader transistor dræningsområdet at blive anbragt i kontakt med en kølelegeme for at hjælpe med at forsvinde den varme, der genereres i anordningen. Den V-formede port styrer to vertikale MOSFET'er, den ene på hver side af hakket. Ved parallelisering af de to S-terminaler kan den nuværende kapacitet fordobles. VMOS er usymmetrisk, så S- og D-terminalerne ikke kan byttes, som det er tilfældet i MOS FET'er med lav effekt. Konventionelle FET'er er begrænset til strømmer af størrelsen af ​​milliamperper, men VMOS FET'er er tilgængelige til drift i 100A nuværende rækkevidde. Dette giver en stor forbedring af effekten over den konventionelle FET.

VMOS-enheden kan give en løsning til højfrekvente, højeffektanvendelser. Ti watt-enheder er udviklet ved frekvenser i det nedre ultrahøjfrekvente (UHF) bånd. Der er andre vigtige fordele ved VMOS FETs. De har en negativ temperaturkoefficient for at forhindre termisk bortskaffelse. Også de udviser lav lækstrøm. De er i stand til at opnå høj omskiftningshastighed. VMOS transistorer kan laves for at have ensartet afstand mellem deres karakteristiske kurver for lige store trin af gate spænding, så de kan bruges som bipolære forbindelsestransistorer til høj effekt lineære forstærkere.

VMOS konstruktion

Figur 47 - VMOS konstruktion

11.3 Andre MOS-enheder

En anden type MOS-enhed er en dobbeltdiffuseret procesfabrikeret FET nogle gange kaldes DMOS. Denne indretning har den fordel at reducere længden af ​​kanalerne, hvilket således tilvejebringer fremragende lav effekttab og højhastighedskapacitet.

Fremstilling af en FET på små siliciumøer på et underlag af safir kaldes undertiden som SOS. Øerne af silicium er dannet ved at ætse et tyndt lag silicium vokset på safir substratet. Denne type fremstilling tilvejebringer isolering mellem øerne af silicium, hvilket i høj grad reducerer parasitisk kapacitans mellem anordninger.

MOS teknologi har den fordel, at både kondensatorer og modstande (ved hjælp af MOSFET'er) laves på samme tid som FET, selvom store værdi kondensatorer ikke er mulige. Ved hjælp af en MOSFET-forstærkning foretages en to-terminal modstand, og MOSFET-porten, der er forbundet til drænet, får FET'en til at fungere ved klemning. MOSFET-porten er forbundet til dræningen gennem en strømkilde, der får FET'en til at blive forspændt, hvor den vil fungere i det spændingsstyrede modstandsregion af egenskaberne. På denne måde erstattes afløbsresistenserne med en MOSFET i stedet for en deponeret modstand og sparer dermed chipområdet.

RESUMÉ

Formålet med dette kapitel var at introducere dig til analyse og design af forstærkerkredsløb ved brug af felt-effekt transistorer. FET er helt anderledes end BJT. Dens drift styres af en spænding i modsætning til BJT, som er en strømstyret enhed.

Vores tilgang parallelt med BJT kapitlerne. Vi begyndte med en undersøgelse af de fysiske fænomener, der regulerer FET-adfærd. I processen understregede vi kontrasten mellem FET og BJT. Vi begyndte vores studie med MOSFET'er og vendte os så opmærksom på JFETs. Vi udviklede også små signalmodeller til disse vigtige enheder. Vi brugte disse modeller til at analysere de forskellige konfigurationer af FET forstærkere. Når vi vidste, hvordan vi analyserede FET kredsløb, vendte vi vores opmærksomhed mod design for at opfylde specifikationerne. Vi undersøgte også de modeller, der blev brugt af computersimuleringsprogrammer.

Vi kigger kort på den måde, hvorpå FET'er fremstilles som en del af integrerede kredsløb. Kapitlet afsluttedes med en introduktion til andre typer FET-enheder, herunder MESFET og VMOS.