11. Басқа құрылғылар
Ағымдағы - 11. Басқа құрылғылар
PREVIOUS- 10. FET күшейткіштің дизайны
Басқа құрылғылар
Осы бөлімде кәдімгі екі және үш терминал құрылғыларының өнімділігі болып табылатын басқа құрылғылар ұсынылған.
11.1 Металл жартылайөткізгіш кедергі краны транзисторы
The металл жартылай өткiзгiш кедергiсi транзисторы (MESFET) FET-ге ұқсас, қоспағанда, Schottky диодтары сияқты, тораптық металл жартылай өткізгіш тосқауыл болып табылады. Кремнийден (Si) немесе арсенидтің галийді (FAB) құрамы диффузиялық немесе иондық имплантацияланған қақпалармен салынған. Дегенмен, каналда Schottky тосқауыл металл қақпасын қолданудың артықшылықтары бар n- арнаның типі мен қысқа ені қажет. Галлий арсенидімен (GaAs) жұмыс істеу қиын, бірақ ол Шотткидің жақсы кедергілерін тудырады, олар жоғары жиіліктегі қосымшаларда пайдалы, себебі электрондар Si-ге қарағанда GaAs-та жылдамырақ жүреді. MESFET-те GaAs пайдалану транзисторға әкеледі, ол микротолқынды қосымшаларда жақсы жұмыс істейді. Кремнийлі биполярлы транзистормен салыстырғанда GaAs MESFET 4 ГГц-ден жоғары кіріс жиіліктерінде жақсы жұмыс істейді. Бұл MESFET құрылғылары жоғары пайда, төмен шу, жоғары тиімділік, жоғары кіріс кедергісі және термиялық қашудың алдын алатын қасиеттерімен ерекшеленеді. Олар микротолқынды осцилляторларда, күшейткіштерде, араластырғыштарда, сонымен қатар жоғары жылдамдықты коммутация үшін қолданылады. GaAs MESFET жоғары жиілікті қосымшалар үшін қолданылады.
11.2 VMOSFET (VMOS)
Қатты күйдегі қондырғылардың қуат қабілетін арттыру үшін едәуір зерттеулер жүргізілді. Үлкен үміт көрсеткен аймақ - бұл MOSFET, онда өткізгіш арнасы өзгертіліп, кәдімгі қайнар-көзден түзу сызық емес, «V» түзіледі. Қосымша жартылай өткізгіш қабаты қосылады. Термин VMOS көзден және ағызу арасындағы ағым құрылыстың арқасында тігінен жүретіндігінен туындайды. Ағызу енді қосалқы жартылай өткізгіш материалдың бір бөлігінде орналасқан, бұл суретте 47 суретте көрсетілген. Бұл транзисторлық төгінді бөлігін құрылғыдағы жылуды таратуға көмектесу үшін жылытқышпен байланыстыруға мүмкіндік береді. V-пішінді қақпасы екі тік MOSFET-ді басқарады, олардың әрқайсысының бір жағында. Екі S-терминалын параллелдеу арқылы ағымдағы сыйымдылықты екі есе көбейтуге болады. VMOS - бұл симметриялық емес, сондықтан S және D терминалдары төмен қуатты MOS FET-де болғандай өзгермейді. Дәстүрлі FETs микамперлердің тәртібінің ағымымен шектеледі, бірақ VMOS FETs 100A ток ауқымында жұмыс істеуге қол жетімді. Бұл әдеттегі FET арқылы қуаттың жақсаруын қамтамасыз етеді.
VMOS құрылғысы жоғары жиілікті, жоғары қуатты қосымшаларды шешуге мүмкіндік береді. Төмен вольтты жоғары жиілікті (UHF) диапазондағы жиіліктерде он ватттық құрылғылар әзірленді. VMOS FETs басқа да маңызды артықшылықтары бар. Термиялық қоқысқа жол бермеу үшін теріс температуралық коэффициенті бар. Сондай-ақ, олар төмен ағып кететін ток көрсетеді. Олар жоғары коммутациялық жылдамдыққа қол жеткізе алады. VMOS транзисторлары кернеудің кернеуінің тең дәрежелі қадамдары үшін өздерінің қисық сызықтарына тең болуы үшін жасалуы мүмкін, сондықтан олар қуатты күш сызықты күшейткіштер үшін биполярлық қосылыс транзисторлар ретінде пайдалануға болады.
Сурет 47 - VMOS құрылысы
11.3 Басқа MOS құрылғылары
MOS құрылғысының тағы бір түрі - бұл FET-дан дайындалған екі еселенген процесс кейде шақырылған DMOS. Бұл құрылғы арналардың ұзақтығын төмендету артықшылығына ие, бұл өте жақсы төмен қуатты диссипация және жоғары жылдамдықты мүмкіндік береді.
Сапфир субстратындағы кішкене кремний аралдарында FET-ты дайындау кейде деп аталады SOS. Кремний аралдары сапфир субстратында өсірілген кремнийдің жұқа қабатын майдалау арқылы қалыптасады. Өндірістің бұл түрі кремний аралдары арасындағы оқшаулауды қамтамасыз етеді, осылайша құрылғылар арасындағы паразиттік сыйымдылықты айтарлықтай азайтады.
MOS технологиясының артықшылығы бар, бұл ретте конденсаторлар мен резисторлар (MOSFET-ді қолданумен) FET-мен бір уақытта жасалады, бірақ үлкен мәнді конденсаторлар мүмкін емес. MOSFET жақсартуды пайдалану арқылы екі жақты төзімділік жасалады және MOSFET қақпасы ағызуға қосылған, FET-ді қысып-қону кезінде істеуге мәжбүр етеді. MOSFET қақпасы FET-тің кернеуді басқаратын қарсылық аймағында жұмыс істейтіндігін ескере отырып, қуат көзі арқылы ағызу жүйесіне қосылған. Осылайша, дренаждық жүктемелердің резисторлары қабаттастырылған резисторға емес, MOSFET-ға ауыстырылады, осылайша чип аймағын үнемдейді.
ТҮЙІН
Бұл тараудың мақсаты сізді далалық әсерлі транзисторлар көмегімен күшейткіш сұлбаларыңызды талдау және жобалаумен таныстыру болды. FET BJT-тен мүлдем өзгеше. Оның жұмысын басқаратын құрылғы болып табылатын BJT-мен қарама-қарсы кернеу бақыланады.
Біздің көзқарасымыз BJT тарауларына ұқсас болды. Біз FET мінез-құлқын басқаратын физикалық құбылыстарды зерттеуден бастадық. Бұл үрдісте FETs мен BJTs арасындағы айырмашылықты атап көрсеттік. Біздің зерттеуімізді MOSFET-мен бастаған соң, біздің назарымыз JFET-ке ауысты. Сондай-ақ, біз осы маңызды құрылғыларды кішкентай сигнал модельдері әзірледік. Біз FET күшейткіштерінің түрлі конфигурацияларын талдау үшін осы үлгілерді қолдандық. FET тізбектерін талдауды қалай білетін болсақ, біз ерекшеліктерге сай дизайнға назар аударды. Сондай-ақ, біз компьютерлік модельдеу бағдарламаларында пайдаланылған модельдерді қарастырдық.
Біз FET-тің интегралды схемалар бөлігі ретінде дайындалу тәсілін қысқаша қарастырдық. Бұл тарау FET құрылғысының басқа түрлеріне, соның ішінде MESFET және VMOS-ке кірісумен аяқталды.
