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他のデバイス
このセクションでは、通常の2端子および3端子のデバイスから派生したその他のデバイスについて説明します。
11.1金属半導体バリア接合トランジスタ
金属半導体バリア接合トランジスタ （ＭＥＳＦＥＴ）は、ショットキーダイオードの場合と同様に、接合が金属半導体障壁であることを除いて、ＦＥＴと同様である。 シリコン（Ｓｉ）またはガリウム砒素（ＧａＡｓ）からなるＦＥＴは、拡散ゲートまたはイオン注入ゲートを用いて構成される。 しかしながら、チャネルがチャネル形成されているときにショットキーバリアメタルゲートを使用することには利点がある。 n-タイプと短チャネル幅が必要です。 ガリウムヒ素（GaAs）は扱いが難しいですが、電子はSiよりもGaAsの方が速く移動するため、高周波アプリケーションで役立つショットキーバリアになります。 MESFETでGaAsを使用すると、マイクロ波アプリケーションで優れた性能を発揮するトランジスタが得られます。 シリコンバイポーラトランジスタと比較して、GaAsMESFETは4GHzを超える入力周波数で優れた性能を発揮します。 これらのMESFETは、高ゲイン、低ノイズ、高効率、高入力インピーダンス、および熱暴走を防止する特性を示します。 これらは、マイクロ波発振器、増幅器、ミキサー、および高速スイッチングに使用されます。 GaAs MESFETは、高周波アプリケーションに使用されます。
11.2 VMOSFET（VMOS）
ソリッドステートデバイスの電力能力を高めるために、かなりの研究努力が払われてきました。 多くの可能性を示している分野は、従来のソースからドレインへの直線ではなく、伝導チャネルが「V」を形成するように変更されたMOSFETです。 追加の半導体層が追加されます。 用語 VMOS これは、ソースとドレインの間の電流が構造上垂直な経路をたどるという事実に由来します。 図47に示すように、ドレインは追加された半導体材料に配置されています。 これにより、トランジスタのドレイン領域をヒートシンクと接触して配置して、装置内で発生した熱を放散するのを助けることができる。 V字型ゲートは、ノッチの両側に1つずつ、合計2つの縦型MOSFETを制御します。 2つのS端子を並列にすることで、電流容量を2倍にすることができます。 VMOSは非対称であるため、S端子とD端子は低電力MOS FETの場合のように交換できません。 従来のＦＥＴはミリアンペアのオーダーの電流に制限されているが、ＶＭＯＳ ＦＥＴはＸＮＵＭＸＡ電流範囲での動作に利用可能である。 これにより、従来のＦＥＴよりも電力が大幅に向上する。
ＶＭＯＳデバイスは、高周波、高電力用途に対する解決策を提供することができる。 １０ワットの装置が、より低い超高周波（ＵＨＦ）帯域の周波数で開発されてきた。 VMOS FETの他の重要な利点があります。 熱暴走を防ぐために負の温度係数を持っています。 それらはまた低い漏れ電流を示す。 それらは高いスイッチング速度を達成することができる。 ＶＭＯＳトランジスタは、等しい増分のゲート電圧に対してそれらの特性曲線の等しい間隔を有するように作ることができ、従ってそれらは高電力線形増幅器に対するバイポーラ接合トランジスタのように使用することができる。
図47 - VMOSの構成
11.3その他のMOSデバイス
他のタイプのMOSデバイスは 二重拡散プロセス加工FET 時々呼ばれる DMOS。 この装置はチャネルの長さを減少させるという利点を有し、かくして優れた低電力消費および高速能力を提供する。
サファイアの基板上の小さなシリコンアイランド上にＦＥＴを製造することは、時々と呼ばれる。 SOS。 シリコンの島は、サファイア基板上に成長したシリコンの薄層をエッチングすることによって形成される。 この種の製造はシリコンの島の間の絶縁を提供し、従って装置間の寄生容量を大幅に減少させる。
ＭＯＳ技術は、コンデンサと抵抗器（ＭＯＳＦＥＴを使用する）の両方がＦＥＴと同時に製造されるという利点を有するが、大きな値のコンデンサは実現可能ではない。 エンハンスメントMOSFETを使用して、2端子抵抗が作成され、ドレインに接続されたMOSFETゲートがFETをピンチオフで動作させます。 MOSFETのゲートは電源を介してドレインに接続されており、FETは特性の電圧制御抵抗領域で動作するようにバイアスされます。 このようにして、ドレイン - 負荷抵抗器は堆積抵抗器ではなくＭＯＳＦＥＴに置き換えられ、従ってチップ面積を節約する。
概要
この章の目的は、電界効果トランジスタを使ったアンプ回路の解析と設計を紹介することです。 FETはBJTとはかなり異なります。 その動作は、電流制御装置であるＢＪＴとは対照的に電圧によって制御される。
私たちのアプローチはBJTの章のそれに匹敵しました。 私たちは、FETの振る舞いを支配する物理現象の調査から始めました。 その過程で、我々はFETとBJTのコントラストを強調した。 私たちはMOSFETから研究を始め、次にJFETに注目しました。 また、これらの重要なデバイス用の小信号モデルも開発しました。 これらのモデルを使用して、FETアンプのさまざまな構成を分析しました。 FET回路の解析方法がわかったら、仕様に合わせて設計に注意を向けました。 また、コンピュータシミュレーションプログラムで使用されているモデルも調べました。
我々は、ＦＥＴが集積回路の一部として製造される方法を簡単に調べた。 この章は、MESFETやVMOSを含む他のタイプのFETデバイスの紹介で終わりました。
