I FETI FET(Field-effect Transistor)(Field-effect Transistor)

Corso di recupero di Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo Corso di recupero di Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo

A.A. 2014-2015 A.A. 2014-2015

Modello intuitivoModello intuitivo

FET

I(flusso dicorrente)

1

2

3

V

(tensione di

comando)

+

I

V

3

1

2

Tipi di FETTipi di FET

MOSFET (metal-oxide-semiconductor MOSFET (metal-oxide-semiconductor

field-effect transistor)field-effect transistor)

JFET (junction FET)JFET (junction FET)

MESFET (metal-semiconductor FET)MESFET (metal-semiconductor FET)

Caratteristiche dei FETCaratteristiche dei FET

1. il loro funzionamento dipende dal flusso dei soli portatori maggioritari e pertanto sono dei dispositivi unipolari

2. sono più semplici da realizzare rispetto ai transistori bipolari a giunzione (BJT) e nella forma integrata occupano meno spazio

3. presentano una elevata impedenza di ingresso (M)

4. sono affetti da un “rumore” inferiore a quello presentato dai BJT

5. possono funzionare molto bene come interruttori

MOSFET ad arricchimentoMOSFET ad arricchimento(enhancement MOSFET)(enhancement MOSFET)

MOSFET ad arricchimento:MOSFET ad arricchimento:formazione del canaleformazione del canale

n+n+

p

tensione di soglia Vt

canale n canale p

Caratteristiche Caratteristiche I-VI-V

Se la tensione vGS aumenta (per vDS < 0,1 – 0,2 V)

proporzionalmente aumenta la conduttanza del canale

Caratteristiche Caratteristiche I-VI-V: : strozzamento del canalestrozzamento del canale

5 V

7 V

7 V6

5 4 3 2

0 1 2 3 4 5

vDS = vGS - Vt

canale in pinch-off

Caratteristiche Caratteristiche I-VI-V d’uscita d’uscita

verso convenzionale

2tGSD VvKi

Modulazione della lunghezza Modulazione della lunghezza del canaledel canale

2tGSD VvKi

L

WCK ox

2

1vDS > vGS - Vt

MOSFET a svuotamentoMOSFET a svuotamento(depletion MOSFET)(depletion MOSFET)

canale già esistente

n nn

p

S G D+_

MOSFET a svuotamentoMOSFET a svuotamento(depletion MOSFET)(depletion MOSFET)

n n

p

S G D+_

n

se vGS < Vt (negativa)

se vGS > 0

cut-off

MOSFET ad arricchimento!

MOSFET a svuotamentoMOSFET a svuotamento

canale n canale p

2tDSS KVI

MOSFET: limiti di utilizzo e MOSFET: limiti di utilizzo e precauzioni per l’usoprecauzioni per l’uso

se vGS > 50 V (circa)

vGS

rottura dell’ossido per accumulo di carica elettrostatica

JFETJFET

canale n canale p

Dispositivi in GaAsDispositivi in GaAs

VANTAGGI SVANTAGGI

e più grande

v più elevata

I più elevate

carica e scarica diC più rapida

tecnologia non ancora maturaper quanto riguarda affidabilitàe produzione

enormi investimenti spesi dalle industrie per consolidare la tecnologia del silicio

mobilità delle lacune molto bassa

no FET a canale p (… e no CMOS)

Dispositivi in GaAs: il MESFETDispositivi in GaAs: il MESFET

MESFET a svuotamento (…come un n-JFET)