ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાંઝિસ્ટર

ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ (યુનિપોલર) ટ્રાન્ઝિસ્ટરને કંટ્રોલ p-n-જંકશન (ફિગ. 1) અને અલગ ગેટ સાથે ટ્રાંઝિસ્ટરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. નિયંત્રણ p-n જંકશન સાથે ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું ઉપકરણ દ્વિધ્રુવી કરતાં સરળ છે.

એન-ચેનલ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં, ચેનલમાં મુખ્ય ચાર્જ કેરિયર્સ ઇલેક્ટ્રોન છે જે ચેનલની સાથે ઓછા-સંભવિત સ્ત્રોતમાંથી ઉચ્ચ-સંભવિત ડ્રેઇન તરફ જાય છે, જે ડ્રેઇન કરંટ Ic બનાવે છે. FET ના ગેટ અને સ્ત્રોત વચ્ચે રિવર્સ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ચેનલના n-રિજન અને ગેટના p-રિજન દ્વારા બનેલા p-n જંકશનને બ્લોક કરે છે.

આમ, એન-ચેનલ FET માં, લાગુ કરેલ વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા નીચે મુજબ છે: Usi> 0, Usi≤0. જ્યારે ગેટ અને ચેનલ વચ્ચેના pn જંકશન પર બ્લોકીંગ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે (જુઓ. ફિગ. 2, a), એક સમાન સ્તર, ચાર્જ કેરિયર્સમાં ક્ષીણ અને ઉચ્ચ પ્રતિકાર સાથે, ચેનલની સીમાઓ પર દેખાય છે.

ચોખા. 1. p-n જંકશન અને n-ટાઈપ ચેનલના રૂપમાં ગેટ સાથે ફીલ્ડ-ઈફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું માળખું (a) અને સર્કિટ (b); 1,2 — ચેનલ અને પોર્ટલ ઝોન; 3,4,5 — સ્ત્રોત, ગટર, જેલના નિષ્કર્ષ

ચોખા. 2. Usi = 0 (a) અને Usi> 0 (b) પર ફીલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ચેનલની પહોળાઈ

આ વાહક ચેનલની પહોળાઈમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. જ્યારે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન વચ્ચે વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે અવક્ષય સ્તર અસમાન બને છે (ફિગ. 2, b), ડ્રેઇનની નજીકની ચેનલનો ક્રોસ-સેક્શન ઘટે છે, અને ચેનલની વાહકતા પણ ઘટે છે.

FET ની VAH લાક્ષણિકતાઓ ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 3. અહીં, સતત ગેટ વોલ્ટેજ Uzi પર વોલ્ટેજ Usi પર ડ્રેઇન કરંટ Ic ની નિર્ભરતા ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (ફિગ. 3, a) ના આઉટપુટ અથવા ડ્રેઇન લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે.

ચોખા. 3. આઉટપુટ (a) અને ટ્રાન્સફર (b) ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ.

લાક્ષણિકતાઓના પ્રારંભિક વિભાગમાં, વધતી ઉમી સાથે ડ્રેઇન પ્રવાહ વધે છે. જેમ જેમ સ્ત્રોત-ડ્રેન વોલ્ટેજ Usi = Uzap– [Uzi] સુધી વધે છે, ચેનલ ઓવરલેપ થાય છે અને વર્તમાન Ic સ્ટોપ્સ (સંતૃપ્તિ ક્ષેત્ર) માં વધુ વધારો થાય છે.

નકારાત્મક ગેટ-ટુ-સોર્સ વોલ્ટેજ Uzi એ વોલ્ટેજ Uc અને વર્તમાન Ic ના નીચા મૂલ્યોમાં પરિણમે છે જ્યાં ચેનલ ઓવરલેપ થાય છે.

વોલ્ટેજ Usi માં વધુ વધારો ગેટ અને ચેનલ વચ્ચેના p —n જંકશનના ભંગાણ તરફ દોરી જાય છે અને ટ્રાંઝિસ્ટરને અક્ષમ કરે છે. આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓનો ઉપયોગ ટ્રાન્સફર લાક્ષણિકતા Ic = f (Uz) (ફિગ. 3, b) બનાવવા માટે થઈ શકે છે.

સંતૃપ્તિ વિભાગમાં, તે વોલ્ટેજ Usi થી વ્યવહારીક રીતે સ્વતંત્ર છે. તે દર્શાવે છે કે ઇનપુટ વોલ્ટેજ (ગેટ - ડ્રેઇન) ની ગેરહાજરીમાં, ચેનલમાં ચોક્કસ વાહકતા હોય છે અને તે પ્રારંભિક ડ્રેઇન કરંટ Ic0 નામનો પ્રવાહ વહે છે.

ચેનલને અસરકારક રીતે "લોક" કરવા માટે, ઇનપુટ પર વિક્ષેપિત વોલ્ટેજ Uotc લાગુ કરવું જરૂરી છે.FET ની ઇનપુટ લાક્ષણિકતા - ગેટ પર ગેટ ડ્રેઇન કરંટ I3 ની અવલંબન - સ્ત્રોત વોલ્ટેજ - સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી નથી, કારણ કે Uzi < 0 પર ગેટ અને ચેનલ વચ્ચેનું p-n જંકશન બંધ છે અને ગેટ કરંટ છે. ખૂબ નાનું (I3 = 10-8 … 10-9 A), તેથી ઘણા કિસ્સાઓમાં તેની અવગણના કરી શકાય છે.

જેમ કે આ કિસ્સામાં બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, ક્ષેત્રોમાં ત્રણ સ્વિચિંગ સર્કિટ છે: એક સામાન્ય દ્વાર સાથે, ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત (ફિગ. 4). નિયંત્રણ p-n જંકશન સાથે ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની I-V ટ્રાન્સફર લાક્ષણિકતા ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 3, બી.

ચોખા. 4. કંટ્રોલ p-n-જંકશન સાથે સામાન્ય-સ્રોત ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સ્વિચિંગ સ્કીમ

બાયપોલર પર કંટ્રોલ p-n-જંકશન ધરાવતા ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરના મુખ્ય ફાયદાઓ છે ઉચ્ચ ઇનપુટ અવબાધ, ઓછો અવાજ, ઉત્પાદનમાં સરળતા, સંપૂર્ણપણે ખુલ્લી ચેનલમાં ઓછો વોલ્ટેજ ડ્રોપ. જો કે, ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં આવા ગેરફાયદા છે. I ના નકારાત્મક પ્રદેશોમાં કામ કરવાની જરૂર છે - V લાક્ષણિકતા, જે યોજનાને જટિલ બનાવે છે.

તકનીકી વિજ્ઞાનના ડૉક્ટર, પ્રોફેસર એલ.એ. પોટાપોવ