Tranzistori sa efektom polja

Maturski, seminarski i diplomski radovi iz informatike.

-Upravljanje strujom kod biopolarnih tranzisrora vrsi se propusno polarisanom PN spoju bazi-emitor,jer on provodi struju,trosi se zapravo upravljacka snaga.Ovaj nedostatak nisu imale elektronske cevi,jer su se upravljale naponski,elektricnim poljem bez utroska snage.Istrazivanjem I razvojem poluprovodnickih elemenata koji bi imali slicna svojstva,doslo se do tranzistora sa efektom polja ili skraceno FET (Field Effect Transistor).
-Upravljacko podrucje FET-a je inverzno polarisani PN spoj I zbog toga kroz njega tece veoma mala intezivna struja,a ulazna otpornost je uz to veoma velika.PN spoj je dobijen tako sto je u poluprovodnickoj plocici N tipa difuzijom formirala oblast P tipa.Vrednost napona Ugs koga daje izvor Eg odgovarajuceg polariteta minja se pomocu potenciometra P1,a meri voltometrom V1.Napon Uds se podesava potenciometrom P2,a meri voltometrom V2.Oba voltometra su elektronska sa velikom ulaznom otpornoscu.Jedna izlazna karakteristika se snima tako sto se postavi odredjeni napon Ugs,a pomocu potenciometra P2 u skokovima menja napon Uds,a struja drejna Id meri miliampermetrom mA.Posmatrajuci dijagram ove karakteristike mogu se uociti tri razlicite oblasti.U pocetku,pri malim vrednostima napona Uds,uticaj izolacione oblasti na sirinu kanala je zanemarljiv,pa se jacina struje Id povecava srazmerno rastu Uds.Ova linearna zavisnost pokazuje da se FET ponasa kao otpornik,pa se ovo podrucje naziva otporno,ili triodno.Daljim povecanjem napona Uds izolaciona oblast se znacajno siri,a kanal suzava,pogovno u blizini drejna,jer se inverzni napon PN spoja gejt-drejn povecava.Time je rast struje Id znatno usporen zbog cega karakteristika dobija oblik kolena.U tom trenutku na odvodnom kraju kanala je maksimalno suzen odnosno zatvoren,oa se ovaj napon Ud naziva granicni napon zatvaranja ili napon dodira.Posle toga struja Id neznatno raste do relativno velikih verdnosti Uds,pa se tako dobija radna oblast,odnosno oblast zasticenja.Prekomernim povecanjem napona Uds inverzni napon izmedju drajna I gejta toliko naraste,da dolazi do proboja izolacione oblasti.Kanal je probijen,struja odvoda naglo raste,I ako se ne ogranici,dolazi do unistenja FET-a.To je nezgodna strana ovog inace veoma upotrebljivog elektronskog elementa,pa se oblast proboja mora izbeci.

-Uzimajuci razlicite vrednosti napona Ugs,kao parametra dobija se familija izolacionih karakteristika FET-a.Treba izbegavati I pozotivne vrednosti napona Ugs u odnosu na sors.Tada ulazni PN spoj gejt-sors postaje propustan,izolacioni spoj nestaje,a struja raste do unistenja FET-a ulazni PN spoj gejt-sors postaje propustan.

-Pored spoljnog FET-a postoji FET sa izolovanim gejtom,tzv.MOSFET(Metal Oxide Semiconductor-Metal,oksid,poluprovodnik).MOSFET sa ugradjenim kanalom razlikuje se od ovog sto je u povrsinskom spoju poluprovodnika izmedje sorsa I drejna difuzijom ranije formiran N kanal.U ovako formiranom kanalu inverzno prikljucenim izvornom napajanju Egs,cije je negativan pol na gejtu,utice se na sirinu izolacione oblasti,a samim tim I na sirinu propusnog kabla.Treba uociti da se smerovi prikljucenog izvora napona Egs kod ova dva MOSFET-a medjusobno razlikuju.

-Za raliku od spoljnog FET-a,MOSFET je veoma osetljiv na proboj gejta.Izmedju gejta I kanala nalaze se tanak dijalektrik debljine 0.1mm.Zbog toga,vec pri relativno malim naponima nastaje dovoljno jako polje,koja izaziva proboj tankog spoja oksida I unistenje MOSFET-a.Tkav napon moze da se dovede na gejt prilikom dodira gejta rukom,lemilicom ili nekim drugim alatom,bilo da se kapacitivno indukuvao iz mreze ili sto se praznio staticki elektricitet.
-Da bi se mogli upotrebiti u visokonapojskim sklopovima,razvijeni su novi tipovi MOSFET-a sa pogorsanjem svojstvima.Takva posebna vrsta MOSFET-a je I MNS-FET,kod koga je umesto silicijum-dioksidom,kao izolacioni spoj,upotrbljen na nitrid MNS.Nitridni spoj se tehnoloski lakes dobija I ima vise probojnu cvrstocu nego oksidni spoj.
-Zbog desavanja I kod cuvanja MOSFET-a u prakticnoj kutiji koja se naelektrise statickim eliktricitetom dolazi do MOSFET zasticenja od prevelikih napona MOSFET se kao I njegova prikljucka,a skida se tek posto se MOSFET zalemi.
-Jednosmerni rezim rada ojaca se spojnim FET-om,opisuje reakcije I ona predstavlja jednacinu radne pravi.Ova prava se moze uociti u polje izlaznih karakteristika upotrbljenog Fet-a.Ova prava preseca Uds osu u tacki Ed,odpornosti Rd I veci je sto je otpornost manja.Jednosmerna radna tacka,oznacena je sa A I ucrtana na sredini radne prave.

-Staticke karakterisike MOSFET-a snimaju se na isti nacin kao I kod spoljnog FET-a kolom,sa tim sto je potrebno voditi racuna o odgovarajucim sredstvima izvora jednosmernog napona.Prikazuju se izlazne karakteristike MOSFET-a sa indikuvanim kanalom N tipa,jedna njegova prenosna karakteristika.
-Znak minus pokazuje da su izlazni naponi u dva I napon u jedan medjusobno protivfazni.Naprosto pojacanje FET-a je malo I retko prelazi vrednost od nekoliko desetina.Pojacanje struje se neizracunava jer je ulazna struja veoma mala.