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)