ఫీల్డ్ (ఏకధ్రువట్రాన్సిస్టర్ అనేది మూడు అవుట్పుట్లను కలిగి ఉండే పరికరం మరియు కంట్రోల్ ఎలక్ట్రోడ్కి వర్తింపజేయడం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది (షట్టర్) వోల్టేజ్. సోర్స్-డ్రెయిన్ సర్క్యూట్ ద్వారా నియంత్రిత కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది.
అటువంటి ట్రయోడ్ యొక్క ఆలోచన సుమారు 100 సంవత్సరాల క్రితం ఉద్భవించింది, అయితే గత శతాబ్దం మధ్యలో మాత్రమే ఆచరణాత్మక అమలును చేరుకోవడం సాధ్యమైంది. గత శతాబ్దపు 50వ దశకంలో, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క భావన అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు 1960లో మొదటి పని నమూనా తయారు చేయబడింది. ఈ రకమైన ట్రయోడ్ల యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు వాటి రూపకల్పనను అర్థం చేసుకోవాలి.
విషయము
FET పరికరం
పరికరం మరియు తయారీ సాంకేతికత ప్రకారం యూనిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు రెండు పెద్ద తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి. నియంత్రణ సూత్రాల సారూప్యత ఉన్నప్పటికీ, వాటి లక్షణాలను నిర్ణయించే డిజైన్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
p-n జంక్షన్తో యూనిపోలార్ ట్రయోడ్లు
అటువంటి ఫీల్డ్ వర్కర్ యొక్క పరికరం సాంప్రదాయిక పరికరాన్ని పోలి ఉంటుంది సెమీకండక్టర్ డయోడ్ మరియు, బైపోలార్ రిలేటివ్ కాకుండా, ఒకే ఒక పరివర్తనను కలిగి ఉంటుంది. ఒక p-n జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ ఒక రకమైన కండక్టర్ యొక్క ప్లేట్ (ఉదాహరణకు, n) మరియు మరొక రకమైన సెమీకండక్టర్ యొక్క ఎంబెడెడ్ ప్రాంతం (ఈ సందర్భంలో, p) కలిగి ఉంటుంది.
N-పొర ఒక ఛానెల్ని ఏర్పరుస్తుంది, దీని ద్వారా మూలం మరియు కాలువ టెర్మినల్స్ మధ్య ప్రవహిస్తుంది. గేట్ పిన్ p-ప్రాంతానికి కనెక్ట్ చేయబడింది. వ్యతిరేక దిశలో పరివర్తనను పక్షపాతం చేసే గేట్కు వోల్టేజ్ వర్తించబడితే, అప్పుడు పరివర్తన జోన్ విస్తరిస్తుంది, ఛానెల్ క్రాస్ సెక్షన్, విరుద్దంగా, ఇరుకైనది మరియు దాని నిరోధకత పెరుగుతుంది. గేట్ వోల్టేజీని నియంత్రించడం ద్వారా, ఛానెల్లోని కరెంట్ను నియంత్రించవచ్చు. ట్రాన్సిస్టర్ p-టైప్ ఛానెల్తో కూడా నిర్వహించవచ్చు, అప్పుడు గేట్ n-సెమీకండక్టర్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది.
ఈ డిజైన్ యొక్క లక్షణాలలో ఒకటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క చాలా పెద్ద ఇన్పుట్ నిరోధకత. గేట్ కరెంట్ రివర్స్-బయాస్డ్ జంక్షన్ యొక్క రెసిస్టెన్స్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు యూనిట్లు లేదా పదుల నానోఆంపియర్ల స్థిరమైన కరెంట్లో ఉంటుంది. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్లో, ఇన్పుట్ రెసిస్టెన్స్ జంక్షన్ కెపాసిటెన్స్ ద్వారా సెట్ చేయబడుతుంది.
అధిక ఇన్పుట్ నిరోధకత కారణంగా, అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్లపై సమీకరించబడిన గెయిన్ దశలు, ఇన్పుట్ పరికరాలతో సరిపోలికను సులభతరం చేస్తాయి. అదనంగా, యూనిపోలార్ ట్రయోడ్స్ యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో, ఛార్జ్ క్యారియర్ల పునఃకలయిక లేదు, మరియు ఇది తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దంలో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.
బయాస్ వోల్టేజ్ లేనప్పుడు, ఛానెల్ వెడల్పు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఛానెల్ ద్వారా కరెంట్ గరిష్టంగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ని పెంచడం ద్వారా, ఛానెల్ పూర్తిగా నిరోధించబడినప్పుడు అటువంటి స్థితిని సాధించడం సాధ్యపడుతుంది. ఈ వోల్టేజీని కట్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ (Uts) అంటారు.
FET యొక్క డ్రెయిన్ కరెంట్ గేట్-టు-సోర్స్ వోల్టేజ్ మరియు డ్రెయిన్-టు-సోర్స్ వోల్టేజ్ రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. గేట్ వద్ద వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉంటే, మాలో పెరుగుదలతో, కరెంట్ మొదట దాదాపు సరళంగా పెరుగుతుంది (విభాగం ab). సంతృప్తతలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, వోల్టేజ్లో మరింత పెరుగుదల ఆచరణాత్మకంగా డ్రెయిన్ కరెంట్ (విభాగం bc) పెరుగుదలకు కారణం కాదు. గేట్ వద్ద నిరోధించే వోల్టేజ్ స్థాయి పెరుగుదలతో, ఐడాక్ యొక్క తక్కువ విలువలలో సంతృప్తత ఏర్పడుతుంది.
అనేక గేట్ వోల్టేజ్ల కోసం సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్ మధ్య వోల్టేజ్ వర్సెస్ డ్రెయిన్ కరెంట్ కుటుంబాన్ని ఫిగర్ చూపిస్తుంది. సంతృప్త వోల్టేజ్ కంటే Us ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, డ్రెయిన్ కరెంట్ ఆచరణాత్మకంగా గేట్ వోల్టేజ్పై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఇది యూనిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బదిలీ లక్షణం ద్వారా వివరించబడింది. గేట్ వోల్టేజ్ యొక్క ప్రతికూల విలువ పెరిగేకొద్దీ, గేట్ వద్ద కటాఫ్ వోల్టేజ్ స్థాయిని చేరుకున్నప్పుడు డ్రెయిన్ కరెంట్ దాదాపు సరళంగా సున్నాకి పడిపోతుంది.
యూనిపోలార్ ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ట్రయోడ్స్
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క మరొక వెర్షన్ ఇన్సులేటెడ్ గేట్తో ఉంటుంది. ఇటువంటి ట్రయోడ్లను ట్రాన్సిస్టర్లు అంటారు. TIR (మెటల్-డైలెక్ట్రిక్-సెమీకండక్టర్), విదేశీ హోదా - MOSFET. ఇంతకుముందు పేరు తీసుకున్నారు MOS (మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్).
సబ్స్ట్రేట్ ఒక నిర్దిష్ట రకం వాహకత యొక్క కండక్టర్తో తయారు చేయబడింది (ఈ సందర్భంలో, n), ఛానెల్ వేరే రకం వాహకత యొక్క సెమీకండక్టర్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది (ఈ సందర్భంలో, p). గేట్ డీఎలెక్ట్రిక్ (ఆక్సైడ్) యొక్క పలుచని పొర ద్వారా సబ్స్ట్రేట్ నుండి వేరు చేయబడుతుంది మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా మాత్రమే ఛానెల్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.ప్రతికూల గేట్ వోల్టేజ్ వద్ద, ఉత్పత్తి చేయబడిన క్షేత్రం ఛానెల్ ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్లను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది, పొర క్షీణిస్తుంది మరియు దాని నిరోధకత పెరుగుతుంది. పి-ఛానల్ ట్రాన్సిస్టర్ల కోసం, దీనికి విరుద్ధంగా, సానుకూల వోల్టేజ్ యొక్క అప్లికేషన్ నిరోధకత పెరుగుదలకు మరియు కరెంట్లో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.
ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క మరొక లక్షణం బదిలీ లక్షణం యొక్క సానుకూల భాగం (p-ఛానల్ ట్రయోడ్ కోసం ప్రతికూలమైనది). దీని అర్థం గేట్కు నిర్దిష్ట విలువ యొక్క సానుకూల వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, ఇది డ్రెయిన్ కరెంట్ను పెంచుతుంది. అవుట్పుట్ లక్షణాల కుటుంబానికి p-n జంక్షన్ ఉన్న ట్రయోడ్ లక్షణాల నుండి ప్రాథమిక తేడాలు లేవు.
గేట్ మరియు సబ్స్ట్రేట్ మధ్య విద్యుద్వాహక పొర చాలా సన్నగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఉత్పత్తి ప్రారంభ సంవత్సరాల నుండి MOS ట్రాన్సిస్టర్లు (ఉదాహరణకు, దేశీయంగా KP350) స్థిర విద్యుత్కు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. అధిక వోల్టేజ్ సన్నని చలనచిత్రాన్ని కుట్టింది, ట్రాన్సిస్టర్ను నాశనం చేసింది. ఆధునిక ట్రయోడ్లలో, ఓవర్వోల్టేజ్ నుండి రక్షించడానికి డిజైన్ చర్యలు తీసుకోబడతాయి, కాబట్టి స్టాటిక్ జాగ్రత్తలు ఆచరణాత్మకంగా అవసరం లేదు.
యూనిపోలార్ ఇన్సులేటెడ్ గేట్ ట్రయోడ్ యొక్క మరొక వెర్షన్ ప్రేరిత ఛానెల్ ట్రాన్సిస్టర్. దీనికి అంతర్నిర్మిత ఛానెల్ లేదు; గేట్ వద్ద వోల్టేజ్ లేనప్పుడు, మూలం నుండి కాలువకు కరెంట్ ప్రవహించదు. గేట్కు సానుకూల వోల్టేజ్ వర్తించబడితే, అది సృష్టించిన ఫీల్డ్ సబ్స్ట్రేట్ యొక్క n-జోన్ నుండి ఎలక్ట్రాన్లను "లాగుతుంది" మరియు సమీప-ఉపరితల ప్రాంతంలో ప్రవహించే కరెంట్ కోసం ఒక ఛానెల్ను సృష్టిస్తుంది.దీని నుండి అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్, ఛానల్ రకాన్ని బట్టి, కేవలం ఒక ధ్రువణత యొక్క వోల్టేజ్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుందని స్పష్టమవుతుంది. ఇది దాని పాసేజ్ లక్షణాల నుండి చూడవచ్చు.
ద్వి-గేట్ ట్రాన్సిస్టర్లు కూడా ఉన్నాయి. అవి సాధారణమైన వాటికి భిన్నంగా ఉంటాయి, అవి రెండు సమాన గేట్లను కలిగి ఉంటాయి, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి ప్రత్యేక సిగ్నల్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి, అయితే ఛానెల్పై వాటి ప్రభావం సంగ్రహించబడుతుంది. అటువంటి ట్రయోడ్ సిరీస్లో అనుసంధానించబడిన రెండు సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్లుగా సూచించబడుతుంది.
FET స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లు
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ల పరిధి అదే విధంగా ఉంటుంది బైపోలార్. అవి ప్రధానంగా ఉపబల మూలకాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. బైపోలార్ ట్రయోడ్లు, విస్తరించే దశలలో ఉపయోగించినప్పుడు, మూడు ప్రధాన స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లు ఉంటాయి:
- సాధారణ కలెక్టర్తో (ఉద్గారిణి అనుచరుడు);
- ఒక సాధారణ ఆధారంతో;
- ఒక సాధారణ ఉద్గారిణితో.
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఇలాంటి మార్గాల్లో ఆన్ చేయబడతాయి.
సాధారణ కాలువతో పథకం
సాధారణ కాలువతో పథకం (మూల అనుచరుడు), బైపోలార్ ట్రయోడ్లో ఉద్గారిణి అనుచరుడి వలె, వోల్టేజ్ లాభం అందించదు, కానీ ప్రస్తుత లాభం ఊహిస్తుంది.
సర్క్యూట్ యొక్క ప్రయోజనం అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్, కానీ కొన్ని సందర్భాల్లో ఇది కూడా ప్రతికూలత - క్యాస్కేడ్ విద్యుదయస్కాంత జోక్యానికి సున్నితంగా మారుతుంది. అవసరమైతే, రెసిస్టర్ R3ని ఆన్ చేయడం ద్వారా రిన్ను తగ్గించవచ్చు.
కామన్ గేట్ సర్క్యూట్
ఈ సర్క్యూట్ సాధారణ బేస్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ను పోలి ఉంటుంది. ఈ సర్క్యూట్ మంచి వోల్టేజ్ లాభం ఇస్తుంది, కానీ ప్రస్తుత లాభం లేదు. సాధారణ ఆధారంతో చేర్చడం వలె, ఈ ఎంపిక చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది.
సాధారణ సోర్స్ సర్క్యూట్
సాధారణ మూలంతో ఫీల్డ్ ట్రయోడ్లను ఆన్ చేయడానికి అత్యంత సాధారణ సర్క్యూట్.దీని లాభం డ్రెయిన్ సర్క్యూట్లోని ప్రతిఘటనకు Rc నిరోధకత యొక్క నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది (లాభం సర్దుబాటు చేయడానికి డ్రెయిన్ సర్క్యూట్లో అదనపు నిరోధకం వ్యవస్థాపించబడుతుంది), మరియు ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క లక్షణాల యొక్క ఏటవాలుపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది.
అలాగే, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు నియంత్రిత నిరోధకతగా ఉపయోగించబడతాయి. దీన్ని చేయడానికి, ఆపరేటింగ్ పాయింట్ లీనియర్ విభాగంలో ఎంపిక చేయబడింది. ఈ సూత్రం ప్రకారం, నియంత్రిత వోల్టేజ్ డివైడర్ను అమలు చేయవచ్చు.
మరియు ఈ మోడ్లో డబుల్-గేట్ ట్రయోడ్లో, మీరు అమలు చేయవచ్చు, ఉదాహరణకు, పరికరాలను స్వీకరించడానికి మిక్సర్ - అందుకున్న సిగ్నల్ ఒక గేట్కు మరియు మరొకదానికి అందించబడుతుంది - స్థానిక ఓసిలేటర్ సిగ్నల్.
చరిత్ర స్పైరల్గా అభివృద్ధి చెందుతుందనే సిద్ధాంతాన్ని మనం అంగీకరిస్తే, ఎలక్ట్రానిక్స్ అభివృద్ధిలో మనం ఒక నమూనాను చూడవచ్చు. వోల్టేజ్-నియంత్రిత దీపాలకు దూరంగా, సాంకేతికత బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లకు మారింది, వీటిని నియంత్రించడానికి కరెంట్ అవసరం. స్పైరల్ పూర్తి మలుపు తిరిగింది - ఇప్పుడు యూనిపోలార్ ట్రయోడ్ల ఆధిపత్యం ఉంది, ఇది దీపాల వలె, నియంత్రణ సర్క్యూట్లలో విద్యుత్ వినియోగం అవసరం లేదు. చక్రీయ వక్రత ఎక్కడికి దారితీస్తుందో చూడాలి. ఇప్పటివరకు, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లకు ప్రత్యామ్నాయం లేదు.
ఇలాంటి కథనాలు:
