Pentru a descarca referate trebuie sa fii membru eCursuri.ro
Intra in contul tau sau inregistreaza-te GRATUIT (dreapta sus)
Tranzistoare unipolare
2.1.Generalitaţi
Tranzistoarele în care conducţia electrică este asigurată de un singur tip de purtatori de sarcină, se întalnesc în literatură sub denumirea de unipolare sau efect de câmp. Pentru aceste tranzistoare se foloşeste prescurtarea de tranzistoare TEC sau FET (Field Effect Trasistor).
Funcţionarea lor se bazează pe variaţia conductibilitaţii unui ,,canal” realizat dintr-un material semiconductor, ale cărui dimensiuni tranversale sau concentraţii de purtători de sarcina mobili pot fi controlate cu ajutorul campului electric tranzversal, creat între un electrod de comandă numit grilă sau poartă, situat în vecinătatea canalului şi masa semiconductorului unde este format sau indus acest canal.
În funcţie de modul de realizare a grilei, distingem tranzistoarele cu grilă joncţiune TEC-J şi cu grilă izolată TEC-MOS.
Tranzistoarele TEC prezintă avantajul, în raport cu cele bipolare, că au o rezistenţa de intrare mare, au o tehnologie de fabricaţie mai simplă şi ocupă o arie de siliciu mai mica în sructurile integrate. Pe de altă parte tranzistorul cu efect de câmp nu amplifică în curent. În circuitele electronice cu componente discrete se întalneşte şi în combinaţie cu tranzistorul bipolar.
Până în 1970 tranzistoarele cu efect de câmp realizate abia puteau comanda curenţi de câteva zeci de mA la tensiuni de zeci de volţi. Apoi, o nouă tehnologie a permis realizarea tranzistoarelor MOS de putere (cu nume depinzând de companie, VMOS, TMOS, HEXFET, etc.). Aceste noi tranzistoare sunt capabile să opereze la tensiuni de ordinul a 1000 V şi să vehiculeze curenţi medii de până la 70 A; pentru durate scurte, ele pot conduce curenţi de până la 280 A (curenţi de vârf). În plus, tranzistoarele MOS de putere sunt mult mai stabile termic decât corespondentele lor bipolare, la acelaşi tip de capsulă putând opera la puteri disipate mai mari.
Într-un tranzistor bipolar prin emitor sunt injectaţi purtători majoritari care ajung apoi în regiunea bazei, fiind aici minoritari datorită tipului diferit de dopare a bazei. Majoritatea lor traversează această regiune ajungând la colector şi formând curentul de colector, aproximativ egal cu cel de emitor. O foarte mică parte din ei se combină în regiunea bazei cu purtătorii majoritari de acolo. Acest fapt determină apariţia unui curent slab prin terminalul bazei. Astfel, tranzistorul bipolar poate fi privit fie ca un amplificator de curent (cu factorul aproximativ constant, de ordinul sutelor) fie ca un dispozitiv transconductanţă în care curentul de colector este controlat de tensiunea bază emitor. Dar, indiferent cum privim noi lucrurile, sursa de semnal care comandă tranzistorul bipolar trebuie să debiteze sau să absoarbă un curent care este de ordinul a 1 % din curentul comandat. şi aceasta, dacă nu am ales cumva conexiunea cu bază comună, în care sursa de semnal trebuie să debiteze întregul curent comandat...
Spre deosebire de tranzistoarele bipolare, tranzistoarele cu efect de câmp controlează curentul între canalul dintre terminalul de drenă şi cel de sursă prin câmpul electric determinat de tensiunea aplicată pe poartă. Ori, cel puţin în principiu, pentru a menţine un câmp electric nu avem nevoie de un curent care să circule.
Astfel, avantajul esenţial al tranzistoarelor cu efect de câmp este acela că intensitatea curentului în terminalul porţii este practic nulă. Din acest motiv, la tranzistoarele cu efect de câmp, curentul între terminalul de drenă şi cel de sursă este controlat de tensiunea dintre poartă şi sursă.
Conducţia între drenă şi sursă are loc printr-o regiune limitată a semiconductorului, numită canal.
În cazul tranzistoarelor JFET, între poartă şi canalul conductor există o joncţiune semiconductoare invers polarizată; astfel, curentul de poartă are valori de ordinul zecilor de nanoamperi.
Curenţii de poartă, de o mie de ori mai mici, se obţin în cazul celuilalt tip de tranzistoare cu efect de câmp.
La tranzistoarele MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) poarta este izolată prin intermediul unui strat de oxid de siliciu şi curentul de poartă este de ordinul zecilor de picoamperi.
2.2.Clasificare
Clasificarea tranzistoarelor cu efect de câmp este complicată suplimentar de un alt aspect constructiv. Un tip de tranzistoare conduc până când se face ceva care să le micşoreze curentul: sunt tranzistoarele care au canal iniţial (depletion mode în engleză). Toate tranzistoarele JFET şi anumite tranzistoare MOSFET funcţionează după acest principiu.
Tranzistoarele de celălalt tip sunt proiectate astfel încât să nu conducă decât dacă se aplică un câmp care să "sape" un canal conductor. Sunt tranzistoarele care au canal indus (enhancement mode în engleză). Marea majoritate a tranzistoarelor MOSFET au canal indus.
Dacă mai ţinem seama de felul de dopare al canalului, care poate fi n sau p, am avea în total 8 tipuri de tranzistoare cu efect de câmp. Dintre acestea, şase ar putea fi realizate, cinci sunt chiar produse şi numai patru sunt importante. Arborele familiei de tranzistoare cu efect de câmp poate fi vazut în Fig. 1. Din cauza joncţiunii porţii care trebuie să fie întodeauna invers polarizată, tranzistoarele JFET (cu poartă joncţiune) nu pot fi realizate decât cu canal iniţial. Tranzistoarele cu poartă izolată pot avea oricare dintre aceste tipuri de canale, dar cele cu canal iniţial nu au decât câteva aplicaţii particulare. Ambele categorii pot avea fie canal n, fie canal p. Cum funcţionarea celor cu canal n este similară cu a tranzistoarelor bipolare NPN, voi focaliza atenţia numai asupra acestora.
Pentru a descarca referate trebuie sa fii membru eCursuri.ro
Intra in contul tau sau inregistreaza-te GRATUIT (dreapta sus)
0 comentarii
Adauga comentariu
Pentru a adauga comentarii trebuie sa fii membru eCursuri.ro
Intra in contul tau sau inregistreaza-te GRATUIT (dreapta sus)
