транзистор, полевой (англ. field-effect transistor сокр., FET; JFET; MESFET; MOSFET; HEMT; MODFET; FREDFET; ISFET; DNAFET; ChemFET; HFET) — полупроводниковый прибор, в котором управление протекающим через него током осуществляется электрическим полем, перпендикулярным направлению тока входного сигнала.

Описание

Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы называются униполярными (в отличие от биполярных).

По физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на две группы. Первую образуют транзисторы с управляющим p–n-переходом или переходом металл–полупроводник (барьер Шоттки), вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода (затвора), так называемые транзисторы МДП (метал–диэлектрик–полупроводник) или МОП (металл–оксид–полупроводник). Принцип работы полевого транзистора поясняется на рис.

По областям применения все полевые транзисторы (ПТ) можно условно разбить на 4 основных группы: ПТ для цифровых устройств и интегральных схем, ПТ общего применения, сверхвысокочастотные ПТ и ПТ высокой мощности.

ПТ, предназначенные для работы в цифровых устройствах и интегральных схемах, должны обладать малыми габаритами, высокой скоростью переключения и минимальной энергией переключения. Транзисторы данного типа изготавливаются как из кремния, так и на основе GaAs. Лучшие результаты получены с ипользованием ПТ на основе гетероструктур с селективным легированием — ГСЛ (MODFET). В ГСЛ-транзисторах, называемых также транзисторами с высокой подвижностью электронов — ВПЭТ (HEMT, HFET), используются свойства двумерного электронного газа, образующегося в некоторых гетероструктурах на границе узкозонного и широкозонного слоев гетеропары.

Основное требование к СВЧ-ПТ состоит в достижении максимальной мощности или коэффициента усиления на предельно высокой частоте. Продвижение в область высоких частот требует уменьшения длины затвора и максимального использования баллистических эффектов для достижения высокой скорости носителей.

Мощные ПТ имеют большую общую длину электродов, поскольку мощность на единицу рабочей площади структуры принципиально ограничена необходимостью отводить тепло.

Иллюстрации

а — Тонкая пластинка полупроводника (канал) снабжена двумя омическими электродами (истоком и ст
а — Тонкая пластинка полупроводника (канал) снабжена двумя омическими электродами (истоком и стоком). Между истоком и стоком расположен третий электрод — затвор. б — Напряжение, приложенное между затвором и любым из двух других электродов (истоком или стоком), приводит к появлению в подзатворной области канала электрического поля. Влияние этого поля приводит к изменению количества носителей заряда в канале вблизи затвора и, как следствие, изменяет сопротивление канала.

Автор

  • Наймушина Дарья Анатольевна

Источники

  1. field-effect transistor // Wikipedia, the free Encyclopedia. — http://en.wikipedia.org/wiki/Field-effect_transistor (дата обращения: 31.07.2010).
  2. Полевой транзистор // Большая Советская энциклопедия, 1969–1978.
  3. Полевой транзистор // Физическая энциклопедия. Т. 4 / Гл. ред. А.М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. С. 7–10.

Напишите нам