11. Perangkat lain
CURRENT - 11. Perangkat lain
SEBELUMNYA- 10. Desain FET Amplifier
Perangkat lain
Perangkat lain yang merupakan hasil dari perangkat dua dan tiga terminal normal disajikan pada bagian ini.
11.1 Metal Semiconductor Barrier Junction Transistor
Grafik transistor penghalang semikonduktor logam (MESFET) mirip dengan FET, kecuali bahwa persimpangan adalah penghalang semikonduktor logam, seperti halnya dioda Schottky. FET yang terbuat dari silikon (Si) atau gallium arsenide (GaAs) dibangun dengan gerbang yang diimplantasikan atau diimport ion. Namun, ada keuntungan menggunakan gerbang logam penghalang Schottky saat salurannya n-jenis dan lebar saluran pendek diperlukan. Gallium arsenide (GaAs) sulit untuk dikerjakan, namun itu membuat penghalang Schottky yang baik yang berguna dalam aplikasi frekuensi tinggi karena elektron bergerak lebih cepat di GaA daripada di Si. Menggunakan GaAs di MESFET menghasilkan transistor yang menunjukkan kinerja yang baik dalam aplikasi gelombang mikro. Dibandingkan dengan transistor bipolar silikon, MESFET GaAs memiliki kinerja yang lebih baik pada frekuensi masukan di atas 4 GHz. MESFET ini menunjukkan penguatan tinggi, kebisingan rendah, efisiensi tinggi, impedansi masukan tinggi, dan properti yang mencegah pelarian termal. Mereka digunakan dalam osilator gelombang mikro, amplifier, mixer, dan juga untuk peralihan kecepatan tinggi. GaAs MESFET digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi.
11.2 VMOSFET (VMOS)
Upaya penelitian yang cukup besar telah diterapkan untuk meningkatkan kapabilitas daya perangkat solid state. Area yang telah menunjukkan banyak harapan adalah MOSFET di mana saluran konduksi dimodifikasi untuk membentuk "V" daripada garis lurus sumber-ke-drain konvensional. Lapisan semikonduktor tambahan ditambahkan. Syarat VMOS berasal dari fakta bahwa arus antara sumber dan tiriskan mengikuti jalur vertikal karena konstruksi. Tiriskan sekarang terletak pada selembar bahan semikonduktor yang ditambahkan, seperti diilustrasikan dalam Gambar 47. Hal ini memungkinkan area drain transistor untuk melakukan kontak dengan pendingin untuk membantu menghilangkan panas yang dihasilkan dalam perangkat. Gerbang berbentuk V mengontrol dua MOSFET vertikal, satu di setiap sisi takik. Dengan memparalelkan kedua terminal S, kapasitas saat ini dapat berlipat ganda. VMOS tidak simetris sehingga terminal S dan D tidak dapat dipertukarkan seperti halnya pada MOS FET daya rendah. FET konvensional terbatas pada arus urutan miliamper, tetapi VMOS FET tersedia untuk operasi dalam kisaran 100A saat ini. Ini memberikan peningkatan besar dalam kekuasaan atas FET konvensional.
Perangkat VMOS dapat memberikan solusi untuk aplikasi daya tinggi frekuensi tinggi. Perangkat sepuluh watt telah dikembangkan pada frekuensi di pita frekuensi ultra-tinggi lebih rendah (UHF). Ada keuntungan penting lainnya dari VMOS FET. Mereka memiliki koefisien suhu negatif untuk mencegah pelarian termal. Juga mereka menunjukkan arus bocor rendah. Mereka mampu mencapai kecepatan switching yang tinggi. Transistor VMOS dapat dibuat memiliki jarak yang sama dari kurva karakteristik mereka untuk peningkatan tegangan gerbang yang sama, sehingga mereka dapat digunakan seperti transistor sambungan bipolar untuk amplifier linier daya tinggi.
Gambar 47 - konstruksi VMOS
11.3 Perangkat MOS Lainnya
Jenis lain dari perangkat MOS adalah a proses difusi ganda difabrikasi FET kadang disebut DMOS. Perangkat ini memiliki keunggulan dalam mengurangi panjang saluran, sehingga memberikan disipasi daya rendah yang sangat baik dan kemampuan kecepatan tinggi.
Pembuatan FET di pulau silikon kecil di atas substrat safir kadang-kadang disebut sebagai SOS. Pulau-pulau silikon dibentuk dengan mengetsa lapisan tipis silikon yang tumbuh di substrat safir. Jenis fabrikasi ini menyediakan isolasi antar pulau silikon, sehingga sangat mengurangi kapasitansi parasit antar perangkat.
Teknologi MOS memiliki keunggulan bahwa kapasitor dan resistor (menggunakan MOSFET) dibuat bersamaan dengan FET, meskipun kapasitor bernilai besar tidak layak. Menggunakan MOSFET perangkat tambahan, dibuatlah dua terminal resistensi dan gerbang MOSFET yang terhubung ke saluran menyebabkan FET beroperasi pada saat pinch-off. Gerbang MOSFET terhubung ke saluran melalui sumber daya yang menyebabkan FET menjadi bias di mana ia akan beroperasi di wilayah resistansi yang dikontrol tegangan dari karakteristik. Dengan cara ini, resistor drain-load digantikan oleh MOSFET daripada resistor yang diendapkan sehingga menghemat area chip.
RINGKASAN
Tujuan bab ini adalah untuk memperkenalkan analisis dan desain sirkuit penguat menggunakan transistor efek medan. FET sangat berbeda dari BJT. Pengoperasiannya dikendalikan oleh tegangan yang berbeda dengan BJT yang merupakan perangkat yang dikendalikan arus.
Pendekatan kami paralel dengan bab-bab BJT. Kami mulai dengan memeriksa fenomena fisik yang mengatur perilaku FET. Dalam prosesnya, kami menekankan kontras antara FET dan BJT. Kami memulai studi kami dengan MOSFET dan kemudian mengalihkan perhatian kami ke JFET. Kami juga mengembangkan model sinyal kecil untuk perangkat penting ini. Kami menggunakan model-model itu untuk menganalisis berbagai konfigurasi amplifier FET. Setelah kami tahu cara menganalisis sirkuit FET, kami mengalihkan perhatian pada desain untuk memenuhi spesifikasi. Kami juga memeriksa model yang digunakan oleh program simulasi komputer.
Kami melihat secara singkat cara FET dibuat sebagai bagian dari sirkuit terpadu. Bab ini diakhiri dengan pengantar jenis perangkat FET lainnya, termasuk MESFET dan VMOS.
