Tranzistori me efekt të fushës

TRANSISTORI ME EFEKT TË FUSHËS – FET

HYRJE

Transistori me efektet të fushës ose FET transistori (nga anglishtja Field-Effect Transistor) është lloji i dytë i transistorëve të rëndësishëm, me të cilët do të njihemi në këtë shkrim. Ekzistojnë dy lloje të përgjithshme të FET-ëve: MOSFET (nga anglishtja Metal-OxideSemiconductor FET) dhe JFET (Junction FET). MOSFET –i i ka parapri revolucionit të dytë në elektronikë në vitet 1970-a dhe 1980-a, kur me zhvillimin e mikroprocesorit është mundësuar zhvillimi i kompjuterëve personal të fuqishëm dhe të sofistifikuar. MOSFET –i mund të prodhohet me dimensione shumë të vogla, ashtu që mund të realizohen qarqe të integruara me dendësi shumë të lartë (VLSI). Kapitulli do të fillojë me analizën e strukturës fizike dhe veprimit të MOSFET –it. Pastaj do të nxjerrën karakteristikat rrymë-tension të qarkut dhe pastaj do të trajtohet dc analiza e qarqeve me MOSFET.

Struktura

Në Fig. 5.1(a) është paraqitur prerja tërthore e thjeshtuar e një MOSFET-i. Te ky transistor kemi tri regjione: atë të gate-it (portës), të source-i (burimit) dhe të drain-it (rrjedhës),të cilat formojnë tri terminalet dalëse të transistorit të quajtura sipas këtyre regjioneve. Rryma te MOSFET –i është rezultat i rrjedhës së ngarkesave në regjionin e kanalit. Gjatësia e kanalit L dhe gjerësia W janë të janë të rendit 1m, që tregon për dimensionet e transistorit. Trashësia e shtresës së oksidit, tox, është zakonisht e rendit 400 angstrem ose më e vogël. Në Fig. 5.1(b) është paraqitur prerja më e detalizuar e MOSFET –it të fabrikuar brenda konfiguracionit të qarkut të integruar. Edhe pse struktura aktuale e një MOSFET –i mund të jetë dukshëm më e komplikuar, kjo paraqitje e thjeshtuar mund të shfrytëzohet për nxjerrjen e karakteristikave themelore të transistorit. Nëse tensioni i polarizimit të gejtit është zero, terminalet e sursit dhe drejnit janë të ndara me regjionin p të substratit siç është paraqitur në Fig. 5.2 (a). Kjo situatë është ekuivalente me dy dioda të lidhura në opozitë, Fig. 5.2 (b). Rryma në këtë rast është zero. Nëse në gejt zbatohet një tension pozitiv, atëherë vrimat “e lira” nën gejt (regjioni i kanalit) do të shtyhen poshtë në supstrat, duke krijuar në fillim një regjion të varfëruar të bartësve. Tensioni pozitiv në gejt tërheq elektronet prej regjioneve n+ të sursit dhe drejnit dhe në shtresën në mes të gjysmëpërçuesit dhe oksidit formohet një shtresë inverse e elektroneve e cila „lidhë‟ sursin e tipit n dhe drejnin e tipit n siç është paraqitur në Fig. 5.3(b). Vlera minimale e tensionit VGS e cila akumulon një numër të mjaftueshëm të elektroneve mobile në regjionin e kanalit duke formuar kështu kanal përçues quhet tension i pragut dhe shënohet VTN Pas formimit të kësaj shtrese në mes të këtyre terminaleve mund të gjenerohet rryma. Pasi që bartësit në shtresën inverse janë elektronet, kjo komponentë quhet MOSFET –i n-kanalesh.