ELEKTRONIKAELEKTRONIKA

TRANZISTORI SA EFEKTOM TRANZISTORI SA EFEKTOM POLJAPOLJA

Nerecenzirana radna verzija materijala za predavanja iz predmeta Elektronika, Prof. S. Marinković, deo materijala preuzet od prof. P. Bošnjaković

TranTranzzistori sa efektom poljaistori sa efektom poljaFET (Field Effect Transistors)

Koristi se električno polje za kontrolu intenziteta struje između izlaznih priključaka;

Električno polje se javlja kao posledica napona priključenog na:GEJT (gate) - upravljačku elektroduIzlazni priključci:SORS (source) i DREJN (drain)

FET tranzistori se dele na:JFET – spojni tranzistori sa efektom polja IGFET - FET sa izolovanim gejtom ili MOSFET

FET (JFET) tranzistoriFET (JFET) tranzistoriSpoljni napon VGSinverzno polariše PN spoj VDS utiče da nosioci u kanalu izviru iz SORS-a i poniru u DREJN-u

FET (JFET) tranzistoriFET (JFET) tranzistori

VDS~0, VGS=0, kanal ima najveću provodnostVGS= VP=VGS(OFF), FET zakočen VDS~0, VGS<<VP=VGS(OFF) linearna oblast

DSD Gvi = PGS VvG /1−=

FET (JFET) tranzistoriFET (JFET) tranzistori

Kako VDS raste, širina oblasti prostornog tovara duž kanala postaje sve neravnomernija (kanal je najuži kod drejna)Sve dok je VGD=VGS-VDS>VP struja drejna zavisi i od VDS i od VGS

Ova oblast rada se naziva triodna oblast rada

FET (JFET) tranzistoriFET (JFET) tranzistoriFET u zasićenju:Kada je VGD=VGS-VDS<VP, VGS>VP

Kanal je uštinut kod drejna dok kod sorsa nije i FET ulazi u oblast zasićenja kada struja drejna veoma malo zavisi od napona VDS

2

1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

P

GSDSSD V

vIi

2

11 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

P

GS

A

DSD V

vIVvi

DSS

StatiStatiččka karakteristika FETka karakteristika FET--aa

Polarizacija FETPolarizacija FET--aa

Primer polarizacije FETPrimer polarizacije FET--aaVDD=15 V , VP=-2V, RS=1kΩ, RD=3kΩ IDSS=4mA

za ID1=4 mA sledi VGS=0, što je u suprotnosti sa VGS=-RSIDznači ID1=1 mAPROVERA PREDPOSTAVKE ZASIĆENJA

PDDSDDGSDSGSGD VIRRVVVVV ≤+−−=−= ))((

2

1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

P

DSDSSD V

IRII

mAImAI

D

D

1,4

2

1

==2)1(

P

GSDSSD V

VII −=

DSGS IRV −=

Ekvivalentno kolo FETEkvivalentno kolo FET--aa

gs

d

P

DQDSS

IiGS

Dm v

iV

IIdvdig

DQD

≈−

===

2gs

ds

DQ

A

IiDS

D vv

IV

dvdi

r

DQD

=≈=

=

1

Primer FET pojaPrimer FET pojaččavaavaččaaIDSS=4mA, VP=-3V, VA=100V, RD=5kΩ, VGG=-1.5V, VDD=12V

PROVERA REŽIMA ZASIĆENJA

SV

IIg

P

DQDSSm 3/4

2=

−=

Ω== kIVr

DQ

Ads 100

mAVVII

P

GGDSSDQ 11

2

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

PDSQGGGDQ VVVVV <−=−= 5.8

6.6−=−≈+

−== DmDds

Ddsm

g

pv Rg

RrRrg

vv

A

FET kao prekidaFET kao prekidaččSTANJE PREKIDAČA SE KONTROLIŠE SA VGS

KADA JE FET ZAKOČEN VGS<VP PREKIDAČ OTVORENPREKIDAČ ZATVOREN: FET PROVODI I IMA MALU OTPORNOST

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor)MOSFET (Metal Oxide Semiconductor)

Kod MOSFET-a između metalne elektrode gejta i poluprovodnikase nalazi oksid silicijuma; Ova struktura formira KONDENZATORMOSFET-ovi mogu biti sa: UGRAĐENIM i INDUKOVANIM kanalom

MOSFET sa UGRAĐENIM kanalom dat je na slici:

MOSFET sa indukovanim kanalomMOSFET sa indukovanim kanalom

Nema sloja poluprovodnika između drejna i sorsaiDS ne teče u odsustvu VGS

MOSFET sa INDUKOVANIM kanalom dat je na slici

StatiStatiččke karakteristike MOSFETke karakteristike MOSFET--aa

MOSFET sa ugrađenim kanalom U oblasti zasićenja:

( )21 PGSA

DSD Vv

VvBi −⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

LWCB n 02

1 μ

StatiStatiččke karakteristike MOSFETke karakteristike MOSFET--aaMOSFET sa INDUKOVANIM kanalom U oblasti zasićenja:

( )21 TGSA

DSD Vv

VvBi −⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

Polarizacija MOSFETPolarizacija MOSFET--aaPolarizacija MOSFET-a sa ugrađenim kanalom

Polarizacija MOSFETPolarizacija MOSFET--aaPolarizacija MOSFET-a sa indukovanim kanalom

Ekvivalentno kolo MOSFETEkvivalentno kolo MOSFET--aa

DQm BIg 2=DQ

Ads I

Vr =