Alan Etkili Transistörler

Alan Etkili Transistör (FET), üç terminalli yarı iletken bir cihazdır. Çalışması, kontrollü bir giriş voltajına dayanmaktadır. Görünüşe göre JFET ve bipolar transistörler çok benzer. Bununla birlikte, BJT akım kontrollü bir cihazdır ve JFET giriş voltajı ile kontrol edilir. En yaygın olarak iki tür FET mevcuttur.

Bağlantı Alan Etkili Transistör (JFET)
Metal Oksit Yarı İletken FET (IGFET)

Bağlantı Alan Etkili Transistör

Bağlantı Alanı Etkili Transistörün işleyişi, yalnızca çoğunluk taşıyıcıların (elektronlar veya delikler) akışına bağlıdır. Temel olarak, JFET'ler birN yazın veya Pyanlarda PN eklemleri içeren silikon çubuk tipi. FET hakkında hatırlanması gereken bazı önemli noktalar aşağıdadır -

Gate- Difüzyon veya alaşımlama tekniği kullanılarak, N tipi çubuğun her iki tarafı da PN eklemi oluşturmak için yoğun bir şekilde katkılanır. Bu katkılı bölgelere geçit (G) denir.
Source - Yarı iletken çubuğa girdikleri çoğunluk taşıyıcıların giriş noktasıdır.
Drain - Yarı iletken çubuğunu terk ettikleri çoğunluk taşıyıcıların çıkış noktasıdır.
Channel - Çoğunluk taşıyıcılarının kaynaktan drenaja geçtiği N tipi malzemenin bulunduğu alandır.

Sahada yarı iletken cihazlarda yaygın olarak kullanılan iki tür JFET vardır: N-Channel JFET ve P-Channel JFET.

N-Kanal JFET

P tipi alt tabaka üzerinde oluşturulmuş ince bir N tipi malzeme tabakasına sahiptir. Aşağıdaki şekil, bir N-kanal JFET'in kristal yapısını ve şematik sembolünü göstermektedir. Daha sonra P tipi malzeme ile N kanalın üstüne kapı oluşturulur. Kanalın ve geçidin sonuna kurşun teller takılır ve alt tabakanın bağlantısı yoktur.

Bir DC voltaj kaynağı kaynağa ve bir JFET'in boşaltma uçlarına bağlandığında, kanaldan maksimum akım geçecektir. Kaynaktan ve boşaltma terminallerinden aynı miktarda akım geçecektir. Kanal akım akışı miktarı _VDD değeri ve kanalın iç direnci ile belirlenecektir.

Bir JFET'in tipik bir kaynak boşaltma direnci değeri birkaç yüz ohm'dur. Kapı açık olduğunda bile kanalda tam akım iletiminin gerçekleşeceği açıktır. Esasen, ID'de uygulanan ön gerilim miktarı, bir JFET'in kanalından geçen akım taşıyıcılarının akışını kontrol eder. Kapı voltajında küçük bir değişiklikle, JFET tam iletim ve kesme durumu arasında herhangi bir yerde kontrol edilebilir.

P-Kanal JFET'ler

N tipi alt tabaka üzerinde oluşturulmuş ince bir P tipi malzeme tabakasına sahiptir. Aşağıdaki şekil, bir N-kanal JFET'in kristal yapısını ve şematik sembolünü göstermektedir. Kapak, N tipi malzeme ile P kanalının üstünde oluşturulur. Kanalın ve geçidin sonuna kurşun teller eklenir. İnşaat detaylarının geri kalanı N-kanal JFET'inkine benzer.

Normalde genel işlem için, kapı terminali kaynak terminale göre pozitif yapılır. PN bağlantı tükenme katmanının boyutu, ters eğimli kapı voltajı değerlerindeki dalgalanmalara bağlıdır. Kapı voltajında küçük bir değişiklikle, JFET tam iletim ve kesme durumu arasında herhangi bir yerde kontrol edilebilir.

JFET'in Çıktı Özellikleri

JFET'in çıkış özellikleri , aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sabit kapı kaynak voltajında (V _GS ) boşaltma akımı (I _D ) ve boşaltma kaynağı voltajı (V _DS ) arasında çizilir .

Başlangıçta, boşaltma akımı (I _D ) boşaltma kaynağı voltajı (V _DS ) ile hızla yükselir ancak aniden sıkıştırma voltajı (V _P ) olarak bilinen bir voltajda sabit hale gelir . Kıstırma voltajının üzerinde, kanal genişliği o kadar dar olur ki, çok küçük boşaltma akımının içinden geçmesine izin verir. Bu nedenle, boşaltma akımı (I _D ) sıkıştırma geriliminin üzerinde sabit kalır.

JFET Parametreleri

JFET'in ana parametreleri -

AC tahliye direnci (Rd)
Transconductance
Amplifikasyon faktörü

AC drain resistance (R_d)- Sabit geçit kaynağı voltajındaki boşaltma kaynağı voltajındaki (ΔV _DS ) değişimin boşaltma akımındaki (ΔI _D ) değişime oranıdır . Şu şekilde ifade edilebilir:

R, _D = (ΔV _DS ) / (Ai _D sabit V'da) _GS

Transconductance (g_fs)- Sabit drenaj kaynağı voltajında boşaltma akımındaki (ΔI _D ) değişimin kapı kaynak voltajındaki (ΔV _GS ) değişime oranıdır . Şu şekilde ifade edilebilir:

g _fs = (ΔI _D ) / (ΔV _GS ) sabit V _DS'de

Amplification Factor (u)- Drenaj kaynağı voltajındaki (ΔV _DS ) değişimin kapı kaynak voltajındaki (ΔV _GS ) sabit boşaltma akımındaki (ΔI _D ) değişime oranıdır . Şu şekilde ifade edilebilir:

u = (ΔV _DS ) / (ΔV _GS ) sabit I _D'de