ఫీల్డ్ (ఏకధ్రువ) ట్రాన్సిస్టర్ అనేది మూడు అవుట్‌పుట్‌లను కలిగి ఉండే పరికరం మరియు అప్లైడ్ కంట్రోల్ ఎలక్ట్రోడ్ (గేట్) ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది.ద్వారం) వోల్టేజ్ నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్ (గేట్) కు వర్తించబడుతుంది. నియంత్రిత కరెంట్ సోర్స్-డ్రెయిన్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.
అటువంటి ట్రయోడ్ యొక్క ఆలోచన సుమారు 100 సంవత్సరాల క్రితం ఉద్భవించింది, అయితే గత శతాబ్దం మధ్యకాలం వరకు ఆచరణాత్మక అమలును చేరుకోవడం సాధ్యం కాలేదు. 1950లలో, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క భావన అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు 1960లో మొదటి పని నమూనా ఉత్పత్తి చేయబడింది. ఈ రకమైన ట్రయోడ్ల యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు అర్థం చేసుకోవడానికి, వాటి నిర్మాణాన్ని అర్థం చేసుకోవడం అవసరం.
కంటెంట్‌లు
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల రూపకల్పన
యూనిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు వాటి రూపకల్పన మరియు తయారీ సాంకేతికత ప్రకారం రెండు పెద్ద తరగతులుగా ఉంటాయి. నియంత్రణ సూత్రాలు సారూప్యంగా ఉన్నప్పటికీ, వాటి లక్షణాలను నిర్ణయించే డిజైన్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.
p-n జంక్షన్‌తో యూనిపోలార్ ట్రయోడ్‌లు
అటువంటి p-n జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క నిర్మాణం సాధారణ మాదిరిగానే ఉంటుంది సెమీకండక్టర్ డయోడ్ మరియు, దాని బైపోలార్ రిలేటివ్ కాకుండా, ఒక జంక్షన్ మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. ఒక p-n జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ ఒక రకమైన కండక్టర్ యొక్క పొరను కలిగి ఉంటుంది (ఉదా., n), మరియు మరొక రకమైన సెమీకండక్టర్ యొక్క ఎంబెడెడ్ ప్రాంతం (ఈ సందర్భంలో, p).
n-పొర ఒక ఛానెల్‌ని ఏర్పరుస్తుంది, దీని ద్వారా మూలం మరియు కాలువ యొక్క పిన్స్ మధ్య ప్రవహిస్తుంది. గేట్ లీడ్ p-ప్రాంతానికి అనుసంధానించబడి ఉంది. వ్యతిరేక దిశలో పరివర్తనను మార్చే గేట్‌కు వోల్టేజ్ వర్తించబడితే, పరివర్తన ప్రాంతం విస్తరిస్తుంది, ఛానెల్ క్రాస్-సెక్షన్, విరుద్దంగా, ఇరుకైనది, దాని నిరోధకత పెరుగుతుంది. గేట్ వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా, ఛానెల్‌లోని కరెంట్‌ను నియంత్రించవచ్చు. ట్రాన్సిస్టర్ పి-టైప్ ఛానెల్‌తో కూడా తయారు చేయవచ్చు, అప్పుడు గేట్ n-సెమీకండక్టర్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది.
ఈ డిజైన్ యొక్క విశేషాలలో ఒకటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క చాలా పెద్ద ఇన్పుట్ నిరోధకత. గేట్ కరెంట్ రివర్స్-స్విచ్డ్ జంక్షన్ యొక్క రెసిస్టెన్స్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు DC వద్ద యూనిట్లు లేదా పదుల సంఖ్యలో నానాంపియర్‌ల పరిధిలో ఉంటుంది. AC కరెంట్‌పై ఇన్పుట్ రెసిస్టెన్స్ జంక్షన్ కెపాసిటెన్స్ ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది.
అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్‌లపై సమీకరించబడిన యాంప్లిఫికేషన్ దశలు, అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ కారణంగా, ఇన్పుట్ పరికరాలతో సరిపోలికను సులభతరం చేస్తాయి. అలాగే, యూనిపోలార్ ట్రయోడ్‌లు ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను తిరిగి కలపవు, ఇది తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దాన్ని తగ్గిస్తుంది.
బయాస్ వోల్టేజ్ లేనప్పుడు, ఛానెల్ వెడల్పు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఛానెల్ ద్వారా కరెంట్ గరిష్టంగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు, అది పూర్తిగా లాచ్ చేయబడిన ఛానెల్ యొక్క స్థితికి చేరుకోవడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ వోల్టేజీని కటాఫ్ వోల్టేజ్ (Uots) అంటారు.
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క డ్రెయిన్ కరెంట్ గేట్ మరియు సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్-సోర్స్ వోల్టేజ్ మధ్య వోల్టేజ్ రెండింటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మీరు గేట్ వోల్టేజ్‌ని సరిచేస్తే, మొదట Uciని పెంచడంతో కరెంట్ దాదాపు సరళంగా పెరుగుతుంది (ab ప్లాట్).సంతృప్తతను నమోదు చేసినప్పుడు, వోల్టేజ్‌లో మరింత పెరుగుదల ఆచరణాత్మకంగా డ్రెయిన్ కరెంట్ (బిబి సెక్షన్) పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది. గేట్ లాకింగ్ వోల్టేజ్ స్థాయి పెరగడంతో, I-స్టాక్ యొక్క తక్కువ విలువలలో సంతృప్తత ఏర్పడుతుంది.
గేట్ వోల్టేజ్ యొక్క అనేక విలువలకు మూలం మరియు కాలువ మధ్య కాలువ కరెంట్ యొక్క వోల్టేజ్ డిపెండెన్సీల కుటుంబాన్ని ఫిగర్ చూపిస్తుంది. సహజంగానే, సంతృప్త వోల్టేజ్ పైన Uci వద్ద, కాలువ కరెంట్ ఆచరణాత్మకంగా గేట్ వోల్టేజ్‌పై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఇది యూనిపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బదిలీ లక్షణం ద్వారా వివరించబడింది. ప్రతికూల గేట్ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, గేట్ వోల్టేజ్ కటాఫ్ వోల్టేజ్ స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు సున్నాకి చేరుకునే వరకు డ్రెయిన్ కరెంట్ దాదాపు సరళంగా తగ్గుతుంది.
వివిక్త గేట్‌తో యూనిపోలార్ ట్రయోడ్‌లు
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క మరొక రూపాంతరం ఇన్సులేటెడ్ గేట్‌తో డిజైన్. ఈ ట్రయోడ్‌లను TFTలు అంటారు TIR (మెటల్-డైలెక్ట్రిక్-సెమీకండక్టర్) ట్రాన్సిస్టర్లు, విదేశీ హోదా MOSFET. పిలవడం అలవాటుగా ఉండేది MOS (మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్).
సబ్‌స్ట్రేట్ ఒక నిర్దిష్ట వాహకత రకం (ఈ సందర్భంలో, n) యొక్క కండక్టర్‌తో తయారు చేయబడింది, ఛానెల్ మరొక వాహకత రకం యొక్క సెమీకండక్టర్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది (ఈ సందర్భంలో, p). గేట్ ఒక సన్నని విద్యుద్వాహక (ఆక్సైడ్) పొర ద్వారా ఉపరితలం నుండి వేరు చేయబడుతుంది మరియు సృష్టించబడిన విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా మాత్రమే ఛానెల్‌ని ప్రభావితం చేస్తుంది. గేట్ వోల్టేజ్ ప్రతికూలంగా ఉన్నప్పుడు, ఉత్పత్తి చేయబడిన క్షేత్రం ఛానెల్ ప్రాంతం నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది, పొర క్షీణిస్తుంది మరియు దాని నిరోధకత పెరుగుతుంది. పి-టైప్ ఛానెల్‌తో ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం, దీనికి విరుద్ధంగా, సానుకూల వోల్టేజ్ యొక్క అప్లికేషన్ నిరోధకత పెరుగుదలకు మరియు కరెంట్‌లో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.
గేట్-ఐసోలేటెడ్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క మరొక లక్షణం బదిలీ లక్షణం యొక్క సానుకూల భాగం (p-ఛానల్ ట్రయోడ్‌కు ప్రతికూలం). దీనర్థం ఒక నిర్దిష్ట విలువ యొక్క సానుకూల ధ్రువణ వోల్టేజ్ గేట్‌కు కూడా వర్తించబడుతుంది, ఇది కాలువ కరెంట్‌ను పెంచుతుంది.అవుట్‌పుట్ లక్షణాల కుటుంబం p-n జంక్షన్ ట్రయోడ్ నుండి ప్రాథమికంగా భిన్నంగా లేదు.
గేట్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ మధ్య విద్యుద్వాహక పొర చాలా సన్నగా ఉంటుంది, కాబట్టి తయారీ ప్రారంభ సంవత్సరాలకు చెందిన TIR ట్రాన్సిస్టర్లు (ఉదాహరణకు, దేశీయంగా ఉంటాయి. KP350) స్థిర విద్యుత్‌కు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి. అధిక వోల్టేజీలు సన్నని ఫిల్మ్‌ను పంక్చర్ చేశాయి, ట్రాన్సిస్టర్ను పనికిరానిదిగా చేస్తుంది. ఆధునిక ట్రయోడ్‌లలో, ఓవర్‌వోల్టేజ్ నుండి రక్షించడానికి నిర్మాణాత్మక చర్యలు తీసుకోబడ్డాయి, కాబట్టి స్టాటిక్‌కు వ్యతిరేకంగా జాగ్రత్తలు దాదాపు అవసరం లేదు.
ఇన్సులేటెడ్ గేట్‌తో యూనిపోలార్ ట్రయోడ్ యొక్క మరొక రూపాంతరం ప్రేరేపిత-ఛానల్ ట్రాన్సిస్టర్. దీనికి ప్రేరక ఛానెల్ లేదు, కాబట్టి గేట్ వద్ద వోల్టేజ్ లేనప్పుడు మూలం నుండి కాలువకు కరెంట్ ప్రవహించదు. గేట్‌కు పాజిటివ్ వోల్టేజ్ వర్తింపజేస్తే, అది సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క n-జోన్ నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను "లాగుతుంది" మరియు కరెంట్ ప్రవహించటానికి సమీప-ఉపరితల ప్రాంతంలో ఛానెల్‌ను సృష్టిస్తుంది. అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్, ఛానెల్ యొక్క రకాన్ని బట్టి, కేవలం ఒక ధ్రువణత యొక్క వోల్టేజ్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుందని దీని నుండి స్పష్టమవుతుంది. ఇది దాని పాస్-త్రూ లక్షణం నుండి కూడా చూడవచ్చు.
డబుల్ గేట్ ట్రాన్సిస్టర్లు కూడా ఉన్నాయి. అవి సంప్రదాయవాటికి భిన్నంగా ఉంటాయి, అవి రెండు సమాన గేట్‌లను కలిగి ఉంటాయి, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి ప్రత్యేక సిగ్నల్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి, అయితే ఛానెల్‌పై వాటి ప్రభావం సంగ్రహించబడుతుంది. అటువంటి ట్రయోడ్ సిరీస్‌లో రెండు సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్‌లుగా సూచించబడుతుంది.
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం వైరింగ్ రేఖాచిత్రాలు
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి అదే విధంగా ఉంటుంది బైపోలార్ .. అవి ప్రధానంగా యాంప్లిఫైయర్ మూలకాలుగా ఉపయోగించబడతాయి. బైపోలార్ ట్రయోడ్‌లు, యాంప్లిఫైయర్ దశల్లో ఉపయోగించినప్పుడు, మూడు ప్రాథమిక సర్క్యూట్‌లను కలిగి ఉంటాయి:
- సాధారణ కలెక్టర్ (ఉద్గారిణి రిపీటర్);
- ఒక సాధారణ ఆధారంతో;
- సాధారణ ఉద్గారిణి.
ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఇదే విధంగా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి.
సాధారణ స్టాక్ అర్రే
ఒక సాధారణ-డ్రెయిన్ సర్క్యూట్ (మూల రిపీటర్), బైపోలార్ ట్రయోడ్‌లో ఉద్గారిణి రిపీటర్ వలె, ఎటువంటి వోల్టేజ్ లాభం అందించదు, కానీ ప్రస్తుత లాభం అందిస్తుంది.
సర్క్యూట్ యొక్క ప్రయోజనం దాని అధిక ఇన్పుట్ నిరోధకత, కానీ కొన్ని సందర్భాల్లో ఇది ప్రతికూలత - దశ విద్యుదయస్కాంత జోక్యానికి సున్నితంగా మారుతుంది. అవసరమైతే, రెసిస్టర్ R3ని చేర్చడం ద్వారా రిన్‌ను తగ్గించవచ్చు.
సాధారణ గేటుతో సర్క్యూట్
ఈ సర్క్యూట్ ఒక సాధారణ బేస్తో బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ను పోలి ఉంటుంది. ఈ సర్క్యూట్ మంచి వోల్టేజ్ లాభం ఇస్తుంది, కానీ ప్రస్తుత లాభం లేదు. సాధారణ బేస్ డిజైన్ వలె, ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించబడదు.
సాధారణ మూల శ్రేణి
అత్యంత సాధారణ సర్క్యూట్ అనేది ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రయోడ్ల యొక్క సాధారణ మూలం కనెక్షన్. దీని లాభం డ్రెయిన్ సర్క్యూట్‌లోని ప్రతిఘటనకు Rc నిరోధకత యొక్క నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది (డ్రెయిన్ సర్క్యూట్‌లో లాభం సర్దుబాటు కోసం అదనపు రెసిస్టర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయవచ్చు) మరియు ట్రాన్సిస్టర్ లక్షణం యొక్క వాలుపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు కూడా నియంత్రిత నిరోధకతగా ఉపయోగించబడతాయి. ఈ ప్రయోజనం కోసం, ఆపరేటింగ్ పాయింట్ లీనియర్ విభాగంలో ఎంపిక చేయబడుతుంది. ఈ సూత్రం ప్రకారం నియంత్రిత వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను అమలు చేయవచ్చు.
మరియు ఈ మోడ్‌లో డబుల్ గేట్ ట్రయోడ్‌లో మీరు అమలు చేయవచ్చు, ఉదాహరణకు, స్వీకరించే పరికరాల కోసం మిక్సర్ - ఒక గేట్‌లో అందుకున్న సిగ్నల్, మరియు మరొకటి - హెటెరోడైన్ నుండి సిగ్నల్.
చరిత్ర మురిలో పరిణామం చెందుతుందనే సిద్ధాంతాన్ని మీరు అంగీకరిస్తే, మీరు ఎలక్ట్రానిక్స్ అభివృద్ధిలో ఒక నమూనాను చూడవచ్చు. సాంకేతికత వోల్టేజ్-నియంత్రిత గొట్టాల నుండి బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లకు దూరంగా మారింది, వాటిని నియంత్రించడానికి కరెంట్ అవసరం. స్పైరల్ పూర్తి మలుపు తిరిగింది - ఇప్పుడు యూనిపోలార్ ట్రయోడ్ల ఆధిపత్యం ఉంది, ఇది అవసరం లేదు, దీపాలు వంటి, నియంత్రణ సర్క్యూట్లలో విద్యుత్ వినియోగం. చక్రీయ వక్రత మనల్ని తదుపరి ఎక్కడికి తీసుకెళుతుందో - మేము చూస్తాము. ఇప్పటివరకు, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లకు ప్రత్యామ్నాయం ఏదీ గమనించబడలేదు.
సంబంధిత కథనాలు:
