11. Diğer cihazlar

Diğer cihazlar

Normal iki ve üç terminalli cihazların çıkışı olan diğer cihazlar bu bölümde sunulmaktadır.

11.1 Metal Yarı İletken Bariyer Bağlantı Transistörü

The metal yarı iletken bariyer bağlantı transistörü (MESFET) bir FET'e benzer, ancak birleşme bir Schottky diyotlarda olduğu gibi metal yarı iletken bir bariyerdir. Silisyum (Si) veya galyum arsenit (GaA) 'dan yapılan FET'ler, dağınık veya iyon implante edilmiş kapılarla yapılmıştır. Bununla birlikte, kanal olduğu zaman Schottky bariyer metal geçit kullanmanın avantajları vardır. n-tipi ve kısa kanal genişliklerine ihtiyaç vardır. Galyum arsenit (GaAs) ile çalışmak zordur, ancak yüksek frekanslı uygulamalarda yararlı olan iyi Schottky engelleri oluşturur çünkü elektronlar GaAs'da Si'den daha hızlı hareket eder. GaAs'ın MESFET'lerde kullanılması, mikrodalga uygulamalarında iyi performans gösteren bir transistörle sonuçlanır. Silikon bipolar transistör ile karşılaştırıldığında, GaAs MESFET'ler 4 GHz üzerindeki giriş frekanslarında daha iyi performansa sahiptir. Bu MESFET'ler yüksek kazanç, düşük gürültü, yüksek verimlilik, yüksek giriş empedansı ve termal kaçağı önleyen özellikler sergiler. Mikrodalga osilatörlerinde, amplifikatörlerde, karıştırıcılarda ve ayrıca yüksek hızlı anahtarlamada kullanılırlar. GaAs MESFET'ler yüksek frekanslı uygulamalar için kullanılır.

11.2 VMOSFET (VMOS)

Katı hal cihazlarının güç kapasitesini artırmak için önemli araştırma çabaları uygulanmıştır. Çok ümit vaat eden bir alan, iletim kanalının geleneksel kaynaktan drenaj düz çizgisi yerine bir "V" oluşturacak şekilde değiştirildiği MOSFET'tir. Ek bir yarı iletken katman eklenir. Dönem VMOS kaynak ve drenaj arasındaki akımın yapı nedeniyle dikey bir yol izlemesi gerçeğinden elde edilir. Boşaltma şimdi Şekil 47'te gösterildiği gibi bir parça ilave yarı iletken malzeme üzerine yerleştirilmiştir. Bu, cihazda üretilen ısının dağılmasına yardımcı olmak için transistör boşaltma alanının bir soğutucu ile temas halinde yerleştirilmesine izin verir. V şeklindeki kapı, çentiğin her iki tarafında birer adet dikey MOSFET'i kontrol eder. İki S terminalini paralel olarak, mevcut kapasite iki katına çıkarılabilir. VMOS simetrik değildir, böylece S ve D terminalleri düşük güçlü MOS FET'lerde olduğu gibi değiştirilemez. Geleneksel FET'ler, miliamperlerin sırasındaki akımlarla sınırlıdır, ancak VMOS FET'ler, 100A akım aralığında çalışmak için kullanılabilir. Bu, geleneksel FET üzerindeki gücünde büyük bir gelişme sağlar.

VMOS cihazı, yüksek frekanslı, yüksek güçlü uygulamalara bir çözüm sağlayabilir. Düşük ultra-yüksek frekans (UHF) bandındaki frekanslarda on watt cihaz geliştirilmiştir. VMOS FET'lerin başka önemli avantajları da var. Termal kaçakları önlemek için negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptirler. Ayrıca düşük kaçak akım gösterirler. Yüksek anahtarlama hızı elde edebiliyorlar. VMOS transistörleri, geçit voltajının eşit artışları için karakteristik eğrilerinin eşit aralıklarına sahip olacak şekilde yapılabilir, böylece yüksek güçlü lineer yükselticiler için bipolar bağlantı transistörleri gibi kullanılabilirler.

VMOS inşaatı

Şekil 47 - VMOS yapısı

11.3 Diğer MOS Cihazları

Bir başka MOS cihazı türü ise bir çift ​​dağınık işlem FET imal bazen denir DMOS. Bu cihaz kanalların uzunluğunu azaltma avantajına sahiptir, böylece mükemmel düşük güç tüketimi ve yüksek hız kabiliyeti sağlar.

Bir FET'in bir safir substrat substratı üzerinde küçük silikon adalarda imal edilmesi bazen SOS. Silisyum adaları safir substrat üzerinde yetişen ince bir silikon tabakasının aşındırılmasıyla oluşturulmaktadır. Bu imalat tipi silikon adaları arasında yalıtım sağlar, böylece cihazlar arasındaki parazitik kapasitansı büyük ölçüde azaltır.

MOS teknolojisi, hem kondansatörlerin hem de dirençlerin (MOSFET'leri kullanarak) FET ile aynı anda yapılması avantajına sahiptir, ancak yüksek değerli kapasitörler mümkün olmamakla birlikte. Bir geliştirme MOSFET'i kullanarak, iki terminalli bir direnç yapılır ve tahliyeye bağlı MOSFET geçidi FET'in sıkışmada çalışmasına neden olur. MOSFET geçiti, FET'in karakteristiklerin voltaj kontrollü direnç bölgesinde çalışacağı yerde önyargılı olmasına neden olan bir güç kaynağı aracılığıyla drenaja bağlanır. Bu şekilde, boşaltma yükü dirençleri, birikmiş bir direnç dolayısıyla tasarruflu çip alanından ziyade bir MOSFET ile değiştirilir.

ÖZET

Bu bölümün amacı, alan etkili transistörleri kullanarak amplifikatör devrelerinin analizini ve tasarımını tanıtmaktı. FET, BJT'den oldukça farklı. Çalışması, akım kontrollü bir cihaz olan BJT'ye zıt bir voltaj tarafından kontrol edilir.

Yaklaşımımız BJT fasıllarına paraleldi. FET davranışını yöneten fiziksel olayların incelenmesiyle başladık. Bu süreçte, FET'ler ve BJT'ler arasındaki kontrastı vurguladık. Çalışmamıza MOSFET'lerle başladık ve dikkatimizi JFET'lere çevirdik. Ayrıca bu önemli cihazlar için küçük sinyal modelleri geliştirdik. Bu modelleri FET yükselteçlerinin çeşitli yapılandırmalarını analiz etmek için kullandık. FET devrelerinin nasıl analiz edildiğini öğrendikten sonra, spesifikasyonları yerine getirmek için dikkatimizi tasarıma çevirdik. Bilgisayar simülasyon programlarının kullandığı modelleri de inceledik.

FET'lerin entegre devrelerin bir parçası olarak nasıl üretildiğine kısaca baktık. Bu bölüm, MESFET ve VMOS dahil olmak üzere diğer FET cihazlarına giriş ile sona erdi.