přednáška 9

spotřeba
- J-FET – slučitelné s bipolární technologií

Diskrétní součástky:
- spínače N-MOSFET
- vf zesilovače (VMOS, MESFET, HEMT)
- vf zesilovače, směšovače, modulátory (dvoubázový FET)
- řízený odpor ( s vyvedeným substrátem)
Využití tranzistrorů FET
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 10
Dvoubázové MOS [dual - gate MOS]:
- dvě rovnocenná hradla
- řízené zesilovače
- modulátory
- směšovače
- chová se jako tetroda

FET s vyvedeným substrátem:
- FET symetrická součástka
- substrát B (bulk) bývá spojen s elektrodou S
- vyvedený B – možnost nastavení potenciálu mezi S a D
-výhodné pro zapojení řízeného odporu a spínače
Speciální typy FET
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 11
MOS se dvěma hradly (double-gate FET)
-maláprůchozí kapacita mezi bází a kolektorem.
- kaskódové spojení dvou jednoduchých systémů MOSFET,
- řízení prvním hradlem je v ochuzovaném režimu
- multiplikativní směšovače a nízkošumové zesilovače
- mezní kmitočet 1 GHz
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 12
MESFET (MEtal Semiconductor FET):
- hradlo = tenký (napařený) kovový pásek, L < 1 µm (!!!)
- kontakt kov – polovodič (Schottkyho přechod)
- f
max
až 10 GHz pro Si ; f
max >
10 GHz pro GaAs
- šumové vlastnosti při vf lepší než u bipolárních tranzistorů

HEMT (High Electron Mobility Transistor):
- kanál je tvořen tenkou vrstvou "elektronového plynu"
- pohyblivost elektronů větší než u tranzistorů MESFET
- lepší frekvenční i šumové vlastnosti
- větší strmost
- menší technologická náročnost a nižší cena
- výhodné pro vf aplikace
Krátký kanál + velká pohyblivost nosičů náboje.
FET pro vf a mikrovlnnou techniku

UMEL FEKT VUT V BRNĚ J.Boušek / Elektronické součástky / P9
3

FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 13
Vlastnosti spínače s FET:
- majoritní nosiče (neuplatní se akumulace nosičů)
- doba sepnutí/rozepnutí je určena (C
GS
+ C
GD
) a velikostí I
G

- I
G
≈ 0,1 A ÷ 1A / 100 ns !!!!!
- malý řídící příkon

MOSFET (VDMOS):
- pro U
GS
= 0 je spínač rozepnutý (U
P
≈ 4 ÷ 5 V)
- velké závěrné napětí (1000÷1200V)
- menší náchylnost k průrazu
- pro malé U
DSmax
malý R
DSON
- P
max
≈ 150W/TO220 (250W/TO247) !!!! pozor na R
TH
!!!
FET jako spínač
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 14
IGFET - zvýšení vodivosti kanálu
LATERAL LATERAL DIFFUSED
Velký odpor kanálu Kanál pouze v oblasti P (difúzí)
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 15
IGFET - zvýšení vodivosti kanálu
VERTICAL DIFFUSED V- lept
Diskrétní tranzistory – výkonové – vysokofrekvenční a spínací:
- kanál je rozprostřen po celé ploše čipu
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 16
Rozložení kanálu na ploše
Obrazce se liší podle výrobce – HEXFET (International Rectifier)
FEKT VUT v Brně ESO / P9 / J.Boušek 17
Vliv odporu kanálu na vodivostní ztráty
IRF 740 (pro síťové napětí):
U
DSmax
= 400 V, I
Dmax
= 8 A, R
DSON
= 0 ,55 Ω
U
DSON
= R
DSON
. I
Dmax
= 0 ,55