itciskra.ru
Термин «полевой транзистор» происходит от английской фразы «field-effect transistor» (FET). Название связано с основным принципом работы этого типа транзисторов – управление током с помощью электрического поля, создаваемого на площадке, называемой каналом. В отличие от биполярных транзисторов, которые управляются током, полевые транзисторы управляются напряжением.
«Полевые транзисторы, по сравнению с биполярными транзисторами, обладают рядом преимуществ, включая более высокую импедансную нагрузку, низкую потребляемую мощность и более высокую скорость работы», – говорит инженер Иван Петров.
Существует несколько разновидностей полевых транзисторов, включая JFET (Джанговский транзистор с плавающим затвором) и MOSFET (Металл-Оксид-Полупроводниковый Транзистор). Каждый из них имеет свои особенности и применение в различных электронных устройствах.
Что такое полевые транзисторы и их происхождение?
Название «полевой» транзистор происходит от его основного принципа работы – управления электрическим током с помощью электрического поля. Полевой транзистор состоит из трех слоев полупроводникового материала — истока, стока и затвора. Затвор управляет электрическим полем и определяет, пропускать ли ток через транзистор или нет. Если затвор подает положительный сигнал, то ток начинает протекать от истока к стоку. Если сигнал отрицательный или отсутствует, то ток не протекает.
Полевые транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами транзисторов. Они обладают высоким коэффициентом усиления, низким уровнем шума, низким потреблением энергии и высокой надежностью. Благодаря этим характеристикам, полевые транзисторы широко применяются в современных радиоэлектронных устройствах, таких как мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры и др.
История и принцип работы
Первые идеи о создании полевых транзисторов возникли в середине XX века. Они являются разновидностью биполярных транзисторов и были разработаны в ответ на проблемы, возникающие при использовании этих транзисторов. Главной проблемой была высокая потребляемая мощность и малая скорость переключения биполярных транзисторов.
Полевые транзисторы отличаются от биполярных транзисторов основным принципом работы. В полевых транзисторах управление электрическим сигналом осуществляется при помощи электрического поля, а не тока, как в биполярных. Данный принцип позволяет полевым транзисторам обладать более высокой скоростью переключения и меньшими потерями энергии. В результате, они стали более эффективным и прочным аналогом биполярных транзисторов.
Названия полевых транзисторов происходят от их основных характеристик и конструктивных признаков. Так, одним из наиболее распространенных типов полевых транзисторов является транзистор с изолированным затвором (МОП транзистор). В его названии «МОП» означает металл — окись — полупроводник, что указывает на материалы, из которых состоит структура транзистора.
В общем, полевые транзисторы являются важной частью современной электроники и имеют широкое применение в различных сферах. Благодаря своим уникальным характеристикам и принципам работы, они позволяют создавать более мощные и эффективные устройства.
| Преимущества полевых транзисторов | Недостатки полевых транзисторов |
|---|---|
| Более высокая скорость переключения | Требуют точного контроля напряжения затвора |
| Меньшие потери энергии | Сложнее в производстве и сборке |
| Возможность управления сигналом при помощи электрического поля | Высокая цена |
Основные типы полевых транзисторов
Основные типы полевых транзисторов:
- МОС-транзистор (MOSFET) – металл-оксид-полупроводниковый транзистор. В этом типе транзистора полевая структура изготовлена с использованием металла, оксида и полупроводникового материала.
- Другие типы МОС-транзисторов: MOSFET с изолированной КГ (MISFET), MOSFET с двойной диэлектрической структурой (DMOSFET), MOSFET с полевой плотностью текста «Месфеткасная полевая структура» (LDMOSFET) и МОЖЛ с эффектом лавинного пробоя диода (ВД, VD-MOSFET).
- Двунаправленный разрядный транзистор (BPJBT) – двунаправленный BJT-транзистор с эффектом поля.
- Полевой транзистор с управлением оттоком спереди (FET-DG) – транзистор, в котором электрод управления находится рядом с каналом и управляет напряжением затвора, а ток оттока управляется напряжением подаваемом на KAD.
- Вакуумный ПТ – транзистор, в котором управление током выполняется полем в вакуумном пространстве.
Происхождение названий транзисторов
Названия полевых транзисторов происходят от особых свойств и принципов их работы. Каждый тип транзистора имеет свою уникальную структуру и способность управлять током. Рассмотрим несколько транзисторов и их названий.
Полевой эффектный транзистор (ПЭТ)
ПЭТ получил свое название благодаря явлению полевого эффекта, который лежит в основе его работы. При наличии электрического поля вблизи канала управляющего постоянного напряжения, изменяется проводимость канала. Это явление часто используется в полевых транзисторах.
Металлокислотный полевой транзистор (МКПТ или MOSFET)
Название «Металлокислотный» происходит от трехслойной структуры транзистора: металлический слой на входе и выходе, слой кислотного оксида на диэлектрике и полупроводниковый слой. Иногда MOSFET также называют MOS-транзистором.
Активируемый полевой транзистор (АПТ или JFET)
Транзистор JFET получил свое название благодаря варианту активации — контролирующему току транзистора соответствует разность токов внутри канала и управляющей области.
Канальный полевой транзистор (КПТ или CFT)
Канальный транзистор получил свое название потому, что под каналом здесь понимается полупроводниковая область, где и происходит управление током.
Таким образом, названия полевых транзисторов обусловлены физическими принципами и свойствами, которые лежат в их основе. Изучение этих названий поможет лучше понять характеристики и принципы работы транзисторов.