ترانزيستورهاي اثر ميدان

صفحه 1:
222 ترانزیستورهای اثر ميدان ‎(FET)‏ 53 7 

صفحه 2:
222 ترانزیستور اثر میدان ‎Field Effect‏ ‎Transistor‏ ‏کلمه ترانزیستور از دو کلم عراس (انتقال) و ‎SN IFA)‏ فد ای نات ‎‘i‏ ‏طریق انتقال مقاومت به خروجي باعث تقویت مي ترائزیستور اثر میدان, دسته‌ای ازترانزیستورها هستند که مبنای کار کنترل جریان در آن‌ها توسط یک میدان الكتريكي صورت مىكيرد. با توجه به اينكه در اين ترانزیستورها تنها یک نوع حامل بار (الکترون آزاد یا حفره) در ایجاد جریان الکتریکی دخالت دارند, می‌توان آن‌ها را جزو ترانزیستورهای تک‌قطبی محسوب کرد : 1 i 

صفحه 3:
222 تعريف اگر قطعه ای سیلیکن با اخالصی نوع 0 به دو سر یک باتری وصل کنیم جریانی با توجه به میزان مقاومت سیلیکن در مدار جاری می شود 

صفحه 4:
222 ايجاد ترانزيستور ‎si‏ ميدان ‎(FET)‏ 53 7 ‎at‏ کال تمیده می شود ‏نفوذ فلز سه ظرفیتی (مانند ایندیم) و ایجاد ناحیه ای از نوع ‏ با غلظتی بیش از ناحیه 0 و ایجاد اتصالی به نام گیت ‎ 

صفحه 5:
222 باياس ترانزیستور و نحوه کارکرد آن ۵ [ .5 ۱ 3 8< ناحیه تخلیه (سد) ‎Ki‏ ‏5-5 آگر هر سه پلیه سورس و درین را اتصال کوتاه کنیم هیچ جریانی از کانال نمی گذرد و دو ناحیه ۴ و 9 توسط ناحیه تخلیه از هم جدا می شوند. 

صفحه 6:
بایاس ترانزیستور و نحوه کارکرد آن اتصال منبع ولتاژ ین دو پلیه درین و سورس به طوری که درین نسبت. به سورس مثبت تر باشد باعث ‎lor‏ ولناژ باعث. عبور جریان از گانال می شود "اتصال 8 در گرایش معکوس قرار می گیرد -ناحيه تخليه (سد) در داخل كاثال نفوذ مى کند افزایش بيشتر ولتاژکانال مسدود می شود. (ولتاژ بحرانی ۷0 i} ig ۲ در هنكام رسيدن به ولتاژ ود" كر 00ت اسورس) مى رسد 

صفحه 7:
222 باياس ترانزیستور و نحوه کارکرد آن © ويا ا 

صفحه 8:
222 باياس ترانزيستور و نحوه كاركرد آن G ‏اتصال منبع ولتاژ بین‎ ‏گیت و سورس در‎ ‏جهت معکوس باعث:‎ ‏گسترش هر چه‎ - سریعتر ناحیه - سورس را بیش از ولتاژ بحرانی تخلیه در کانال انتخاب ‎ae‏ با افزايش ولتاز كيت سورس سرانجام جریان درین صفر خواهد شد. که به این ولتاژ ولتاژ قطع یا آستانه نامیده می شود. i} ونب i 

صفحه 9:
‘i 22) درعمل به منظور داشتن مشخصات الکتریکی بهتر احیه کیت را در دو طرف 2 ‎PO‏ ‏کانال ایجاد می کنند و لین دو احیه از داخل به هم متصل مى شود. lvas| >> lwns| ‏آدر این حللت پیشروی ناحیه تخلیه‎ ‏متناسب خواهد بود‎ 

صفحه 10:
222 0 ‏|وون|‎ << lvas| 

صفحه 11:
)22 علامت اختصاری ۴ n-channel p-channel drain drain 1 bj source source FET Field-Effect Transistor 

صفحه 12:
222 در لین تا يستور تغييرات جريان درين ا وابسته به تغييرات 5لا و 65لا مى ‎x ~ FET‏ ‎=0V‏ ناحيه قطع : رسید, ‎'pss-‏ 1 ولتاژ 65لا به ولتاز لب آستانه و تسخیر کانال ‎Vos‏ 31 توسط ناحیه تخلیه ‎Region‏ 2 هيج جريلنى از درين : نمی گذرد = 5 ۳۹ ps wer احیه خطی: در این احیه ترانزستور ناحیه اشباع: در این ناحیه ترانزیستور مانند مقاوست. خطی عمل می کند و مانند منبع جریان ثلبت عمل می کند مقدار آن با مقدار ۷655 تغییر می کند. شرط حور ترانز یستور در این ناحیه : ‎VDS > VP + VGS‏ 

صفحه 13:
ترانزیستور اثر میدان با گیت عایق شده ‎Isolated Gate Field Effect‏ ‎Transistor (IGFET)‏ جه دلیل افزلیش جریان نشتی گیت. - سورس با افزایش دمای محیط و کاهش مقاومت ورودی آن كيت ترانزیستور با يك لايه اکسید سیلیکون از کانال جدا شده و هیچ جریانی از آن عبور نمی کند . ترانزيستورجديد ناميده مى شود. Drain Source 

صفحه 14:
222 N Channel Mosfet Source (S) Gate (G) Drain (D) > 3 5 ou 

صفحه 15:
222 Source (8) Ge 6) Drain (©) N Oride (S102) (ticks = 1) Channel Mosfet region ‏لي هما‎ Drain ‘prtype substrate (Body) ‏اه‎ ‎Body ‎® ‎Source U n-Channel MOSFET عرض کانال (۷۷) و طول کانال () ‎channel ¢45 52‏ لا بدنه از نوع 0 و در نوع 0 کانال بدنه از نوع 90 ساخته می شود. i} ونب i 

صفحه 16:
222 Gate electrode 5 N Oxide (Si0;) Channel Mosfet Depletion region ‏عملكرد ترانزيستور با وال گیت صفر‎ -دو لایه فلزی موازی کیت و بدنه صفحات یک -دو اتصال ۵8 (اتصال سورس - بدنه و 19 -پایه های سورس و درین بوسیله دو ناحیه ایجاد کانال به منظور برقراری جریان حاصل از اتصال کیت به ولتاژمثبت به کیت اعمال می شود. بارهای مثبت حفره ها راجه سمت پائین بدنه (ناحیه ۵) می رانند و ناحیه تخلیه ای در منطقه زیر ناحیه کیت شکل می گیرد. ۳ -همزمان با افزایش ولتاژ کیت (رسیدن به ولتاژ آستانه) الکترون ها در سطح زیرلایه تجمع می کنند (ولتاژ مثبت کیت الکترون ها را از نواحی ‎N‏ سورس و درین جذب می کند) -دو احیه 10 باعث ایجاد کانالی به منظور برقراری جریان بین سورس و درین عمل می کنند. رن و لایه اکسید نیز عایق آن را تشکیل می دهد. - بدنه) دو دیود پشت به پشت را تشکیل می دهد ایزوله شده و جریانی بین آن ها برقرار نیست. 

صفحه 17:
» £ ps (small) = N Channel Mosfet اعمال ولتاژ به درین - سورس (۷05) -در صورت اعمال ۷۴ < ۷۵5 کانال القلنی بوجود آمده و ترانزیستور را نوع افزایشی می نامند با اعمال ۷95 الکترون های آزاد بين سورس و درین از ناحیه کانال ‎my)‏ ‏القانی عبور می کنند(ایجاد جریان) ‎ves‏ ‏-جهت جریان ایجاد شده (10) كس جهت ح رکت بارهای منفی است. ‎ses‏ ‏-كانال بوسيله ولتاز موثر ( 70163 ©91/©!0510) كنترل عى شود داریم .1221ید 3 j ‎Vov=Vgs-Vt :‏ ا -بار الكترون موجود در كانال برابر است با: | /01الالاءاه© > | ا 02 ‎RRR‏ 6 در واحد سطح قطعه تعريف مى ‎a Wa TY‏ ‎Fy a ‏سوازیسه م وان کنمتایس شیور‎ 4 duet pal x |y MOSFET. ‏سيور لستا تكله بلا‎ nee ae ‎ 

صفحه 18:
222 N Channel Mosfet افزایش ولتاژ درین - سورس (۷95) با افزایش ۷5 ولتاژ در طول کانال از ۰ تا 5 افزلیش و ولتاژ بين کیت و کانال از ۷/65 در سورس تا ۷65-5 در درین کاهش می ‎ub‏ lye uu VDSsat= VGS-Vt as ‏-در‎ ‏ایجاد می شود.‎ -ناحیه تریودی : ۷۵55۵۴ > ۷95 "ناحیه اشباع : ۷9552۴ < ۷95 اس زا 

صفحه 19:
0 222 P Channel Mosfet Gate ‘Source p-Channel MOSFET j bj MOSFET P-channel -در اين نوع لایه بدنه از نوع 0 و لایه های سورس و درین از نوع 9 می باشند. "سورس به ولتاژ بالا و درین به ولتاژ پالین متصل می شود "ولتاژ منفی به کیت اعمال می شود و لین باعث تجمع بارهای منفی در کیت و الکترون ها در للیه بدنه (60) به سمت پالین بدنه رانده می شوند. (احیه تخلیه زیر لایه گیت ایجاد می ولتژ منفی کیت (بالاتر از /لا) حفره ها موجود در لايه هاى 9] جذب و در ناحيه ازير “كيت تجمع مى وحیه سيم ‎we)‏ ) جهت برقراری جریان يبن سورس و درين ايجاد مى شود. 

صفحه 20:
» Complementary MOS CMOS Mos در تکنولوژی 6۱۸05 از یک ۱۸۵5 و یک ۱1۳۸05 استفاده می شود. دیود شاتکی بوسیله پیوند یک نیمه رسانا و یک فلز ایجاد میشود كه به ابن پیوند.پیوند فلز - نیمه هادی گفته میشود محمولا فلز مورد استفاده مولیپدنوم؛ بلاتين» کروم و یا تنگستن است و نیمه هادی از نوع لا| میباشد. قسمت فلزی بعنوان آند و نیمه هادی نوع لا| بعنوان کاند دیود عمل میکند. 

ترانزيستورهاي اثر ميدان )(FET الکترونیک دیجیتال كلم ه ترانزيستور از دو كلم ه ترانس (انتقال) و رزيس تور (مقاومت) تشكي ل شده است و قطع ه اي اس ت كه از طريق انتقال مقاومت به خروجي باعث تقويت مي شود. ترانزیس تور اث ر میدان ،دس ته‌ای ازترانزيستورها هس تند ک ه مبنای کار کنترل جریان در آن‌ه ا توس ط یک ميدان الكتريكي صورت می‌گیرد .با توجه به اینکه در این ترانزیس تورها تنه ا ی ک نوع حام ل بار (الکترون آزاد یا حفره) در ایجاد جریان الکتریک ی دخال ت دارند ،می‌توان آن‌ها را جزو ترانزیستورهای تک‌قطبی محسوب کرد الکترونیک دیجیتال ترانزيستور اثر ميدان ‏Field Effect ‏Transistor تعريف خروج الكترون ها ورود الكترون ها الکترونیک دیجیتال اگ ر قطع ه اي س يليكن با ناخالص ي نوع nب ه دو سر يك باتري وصل كنيم جرياني ب ا توج ه ب ه ميزان مقاومت س يليكن در مدار جاري مي شود ايجاد ترانزيستور اثر ميدان ()FET نفوذ فلز سه ظرفيتي (مانند اينديم) و ايجاد ناحيه اي از نوع Pبا غلظتي بيش از ناحيه n و ايجاد اتصالي به نام گيت الکترونیک دیجیتال ناحيه nكانال ناميده مي شود باياس ترانزيستور و نحوه كاركرد آن ناحيه تخليه (سد) اگر هر سه پايه سورس و درين را اتصال كوتاه كنيم هيچ جرياني از كانال نمي گذرد و دو ناحيه Pو nتوسط ناحيه تخليه از هم جدا مي شوند. الکترونیک دیجیتال 1 باياس ترانزيستور و نحوه كاركرد آن اتصال منبع ولتاژ بين دو پايه درين و سورس به طوري كه درين نسبت به سورس مثبت تر باشد باعث : افزايش ولتاژ باعث عبور جريان از كانال مي شوداتصال pnدر گرايش معكوس قرار مي گيردناحيه تخليه (سد) در داخل كانال نفوذ مي كندبا افزايش بيشتر ولتاژ كانال مسدود مي شود( .ولتاژ بحراني )Vpجريان بحراني جريان ولتاژ بحراني يدن بب هه ولتاژ رس يدن هنگام رس در هنگام در درين –– اشباع درين (جريان اشباع حداكث رر (جريان FETبب هه حداكث ‏FET رسد مي رسد سورس) مي سورس) ولتاژ حد ولتاژ از حد بيش از افزايش بيش افزايش بهمني شكست بهمني باعث شكست سورس باعث درين –– سورس درين شود مي شود ترانزيستور مي سوختن ترانزيستور يايا سوختن الکترونیک دیجیتال 2 باياس ترانزيستور و نحوه كاركرد آن افزاي افزاي ش ش ‏V ‏VDS ‏DS 4 الکترونیک دیجیتال 3 باياس ترانزيستور و نحوه كاركرد آن الکترونیک دیجیتال 5 اتصال منب ع ولتاژ بين گي ت و سورس در جهت معكوس باعث: گسترش هر چهس ريعتر ناحيه تخليه در كانال در صورتيكه ولتاژ درين – سورس را بيش از ولتاژ بحراني انتخاب كنيم: با افزايش ولتاز گيت سورس سرانجام جريان درين صفر خواهد شد .كه به اين ولتاژ ،ولتاژ قطع يا آستانه ناميده مي شود. الکترونیک دیجیتال درعم ل ب ه منظور داشت ن مشخصات الكتريكي بهتر ناحيه گيت را در دو طرف كانال ايجاد مي كنند و اين دو ناحيه از داخل به هم متصل مي شود. در اي ن حال ت پيشروي ناحي ه تخليه متناسب خواهد بود الکترونیک دیجیتال عالمت اختصاري FET الکترونیک دیجیتال منحني مشخصه ‏FET در اين ترانزيستور تغييرات جريان درين وابس ته ب ه تغييرات VDSو VGSمي باشد الکترونیک دیجیتال ناحي ه قط ع :رسيدن ولتاژ VGSبه ولتاژ آستانه و تسخير كانال توس ط ناحي ه تخليه هيچ جرياني از درين نمي گذرد ناحي ه خط ي :در اي ن ناحي ه ترانزيستور مانن د مقاوم ت خط ي عم ل م ي كند و مقدار آن با مقدار VGSتغيير مي كند. ناحي ه اشباع :در اي ن ناحي ه ترانزيستور مانن د منب ع جريان ثاب ت عم ل م ي كند شرط حضور ترانزيستور در اين ناحيه : ‏VDS  VP + VGS به دليل افزايش جريان نشتي گيت – سورس با افزايش دماي محيط و كاهش مقاومت ورودي آن گيت ترانزيستور با يك اليه اكسيد سيليكون از كانال جدا شده و هيچ جرياني از آن عبور نمي كند ( .مقاومت ورودي بي نهايت) ‏MOSFET (Metal ‏Oxide ترانزيستورجديد ) Semiconductor FETناميده مي شود. الکترونیک دیجیتال ترانزيستور اثر ميدان با گيت عايق شده ‏Isolated Gate Field Effect )Transistor (IGFET ‏IGFET الکترونیک دیجیتال ‏N ‏Channel ‏Mosfet - عرض کانال ( )Wو طول کانال ()L در نوع N channelبدنه از نوع pو در نوع pکانال بدنه از نوع nساخته می شود. الکترونیک دیجیتال ‏N ‏Channel ‏Mosfet عملکرد ترانزیستور با ولتاژ گیت صفر دو الیه فلزی موازی گیت و بدنه صفحات یک خازن و الیه اکسید نیز عایق آن را تشکیل می دهد.دو اتصال ( pnاتصال سورس – بدنه و درین – بدنه) دو دیود پشت به پشت را تشکیل می دهدپایه های سورس و درین بوسیله دو ناحیه تخلیه ایزوله شده و جریانی بین آن ها برقرار نیست.ایجاد کانال به منظور برقراری جریان بارهای مثبت حاصل از اتصال گیت به ولتاژ مثبت به گیت اعمال می شود.بارهای مثبت حفره ها را به سمت پائین بدنه (ناحیه )pمی رانند و ناحیه تخلیه ای در منطقه زیر ناحیه گیتشکل می گیرد. همزمان با افزایش ولتاژ گیت (رسیدن به ولتاژ آستانه) الکترون ها در سطح زیرالیه تجمع می کنند (ولتاژمثبت گیت الکترون ها را از نواحی Nسورس و درین جذب می کند) -دو ناحیه nباعث ایجاد کانالی به منظور برقراری جریان بین سورس و درین عمل می کنند. الکترونیک دیجیتال ‏N ‏Channel ‏Mosfet اعمال ولتاژ به درین -سورس ()VDS در صورت اعمال VGS > Vtکانال القائی بوجود آمده و ترانزیستوررا نوع افزایشی می نامند با اعمال VDSالکترون های آزاد بین سورس و درین از ناحیه کانالالقائی عبور می کنند (ایجاد جریان) جهت جریان ایجاد شده ( )iDعکس جهت حرکت بارهای منفی است.کانال بوسیله ولتاژ موثر ( )overdrive voltaکنترل می شود داریمVov=Vgs-Vt : بار الکترون موجود در کانال برابر است با Q| = CoxWLvOV| :ظرفیت خازن ایجاد شده در قطعه Coxدر واحد سطح قطعه تعریف میشود. وان ه ع نوانیکم قاوم تخطیدر ب این احیه م یت MOSFETرا در ناست(ش کلم قابلرا یت رابر . ن ظر گ رف تکه ب ا ع کسافزایشولتاژ گ ب م الحظه کنید) الکترونیک دیجیتال ‏N ‏Channel ‏Mosfet افزایش ولتاژ درین -سورس ()VDS ب ا افزایش VDSولتاژ در طول کانال از 0تا VDSافزایش و ولتاژ بین گیت و کانال از VGS در سورس تا VGS-VDSدر درین کاهش می یابد. در نقطه VDSsat= VGS-Vtنقطه بحرانیایجاد می شود. ناحیه تریودی VDS < VDSsat :-ناحیه اشباع VDS VDSsat : الکترونیک دیجیتال ‏N ‏Channel ‏Mosfet الکترونیک دیجیتال ‏MOSFET P-channel در این نوع الیه بدنه از نوع nو الیه های سورس و درین از نوع pمی باشند.سورس به ولتاژ باال و درین به ولتاژ پائین متصل می شود.ولتاژ منفی به گیت اعمال می شود و این باعث تجمع بارهای منفی در گیت و الکترون هادر الیه بدنه ( )nبه سمت پائین بدنه رانده می شوند( .ناحیه تخلیه زیر الیه گیت ایجاد می شود) با افزایش ولتاژ منفی گیت (باالتر از )Vtحفره ها موجود در الیه های pجذب و در ناحیهزیر گیت تجمع می کنند -ناحیه القائی ( pکانال )pجهت برقراری جریان بین سورس و درین ایجاد می شود. Complementary MOS ‏CMOS الکترونیک دیجیتال در تکنولوژی CMOS از یک PMOSو یک NMOSاستفاده می شود. دیود شاتکی بوسیله پیوند یک نیمه رسانا و یک فلز ایجاد میشود که به این پیوند،پیوند فلز – نیمه هادی گفته میشود معموال فلز مورد استفاده موليبدنوم‌، پالتين‌ ،كروم‌ و یا تنگستن است و نیمه هادی از نوع Nمیباشد .قسمت فلزی بعنوان آند و نیمه هادی نوع Nبعنوان کاتد دیود عمل میکند.