Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Was ist angesagt?
Was ist angesagt? (20)
Tranzistori fet8
- 1. Pajisjet elektronike Tranzistori FET Besim Limani
- 2. Tranzistori FET • Hyrje • Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET • Karakteristikat e transferit • Relacionet me rëndësi • MOSFET i tipit të varfëruar • MOSFET i tipit të pasuruar • Përdorimi i MOSFET • VMOS • CMOS • Tabela përmbledhëse
- 3. Hyrje • Tranzistori me efekt të fushës (FET) është pajisje me tri terminale e që ka aplikim në fusha të ngjashme me ato të tranzistorit bipolar. • Triterminalet janë: Burimi (S - Source), Porta (G - Gate) dhe Derdhja (D - Drain). • Edhe pse ka dallime të mëdha mes këtyre dy pajisjeve, ekzistojnë edhe shumë ngjashmëri që do të ceken. • Dallimi kryesor mes tranzistorit FET dhe bipolar është se tranzistori bipolar është pajisje e kontrolluar nga rryma kurse tranzistori FET është pajisje e kontrolluar nga tensioni • Pra, rryma IC varet drejtpërdrejt prej rrymës IB te tranzistori bipolar. Për tranzistorin FET, rryma I do të jetë funksion i tensionit VGS të aplikuar në hyrje të qarkut. • Në të dyja rastet rryma e qarkut dalës kontrollohet nga parametri i qarkut hyrës—në rastin e parë nga niveli rrymës dhe në rastin e dytë nga niveli i tensionit të aplikuar në hyrje.
- 4. Hyrje Ashtu si ekzistojnë tranzistorë bipolarë npn dhe pnp, ekzistojnë edhe tranzistorë FET me kanal n dhe me kanal p. Por, tranzistori bipolar është pajisje rryma e së cilës është funksion i dy bartësve të ngarkesave elektrike, elektroneve dhe vrimave. FET është pajisje unipolare, pra e varur nga përçueshmëria e elektroneve (kanal n) apo e vrimave (kanal p). Për FET tranzistorin, fusha elektrike krijohet nga ngarkesat elektrike prezente e që kjo fushë do të kontrollojë rrugën përçuese të qarkut dalës pa pasur nevojë për kontakt direkt mes madhësive kontrolluese dhe atyre të kontrolluara.
- 5. Hyrje • Një nga karakteristikat më me rëndësi të FET – impedanca hyrëse e lartë. Me vlera prej 1 deri disa qindra ohm ajo tejkalon vlerat tipike te tranzistori bipolar—një veqori shumë me rëndësi gjatë procesit të dizajnimit të sistemeve amplifikuese ac. • Në anën tjetër tranzistori bipolar ka shumë më tepër ndjeshmëri ndaj ndryshimeve në sinjalin hyrës. Pra, për ndryshime të njëjta të tensionit hyrës, variacionet e sinjalit në dalje janë shumë më të mëdha te tranzistori bipolar se te tranzistori FET. • Për këtë arsye, edhe përforcimet e tensionit janë më të mëdha te amplifikatorët bipolarë se te FET amplifikatorët. • FET janë më stabilë ndaj ndryshimeve temperaturore se tranz. bipolarë, dhe janë në konstruksion më të vegjël se tranzistorët bipolarë (kanë aplikim më të madh në qarqe të integruara).
- 6. . • Do të njihemi me dy lloje të FET tranzistorëve: tranzistori JFET(junction field-effect transistor dhe tranzistori MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor). • Lloji MOSFET do të analizohet në detaje (dy nën lloje – MOSFET i varfëruar dhe i pasuruar). • Tranzistori MOSFET është pajisja më e rëndësishme që aplikohet në ndërtim të qarqeve të integruara të aplikuara në kompjuterë. Stabiliteti i tij termik dhe karakteristikat tjera të tij e bëjnë këtë lloj të tranzistorit jashtëzakonisht të popullarizuar.
- 7. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET • Për tranzistorin JFET pajisja me kanal n do të shqyrtohet në përgjithësi, duke nënvizuar në fund edhe ndryshimet te tranzistori FET me kanal p (ngjashëm si te tranzistori bipolar npn dhe pnp). • Te ndërtimi i JFET me kanal n vërejmë që materiali gjysmëpërçues i tipit n është me shumicë duke formuar kështu një kanal mes shtresave skajore të tipit p. • Në mungesë të potencialit të aplikuar JFET ka dy kalime p-n (në kushtet pa polarizim). • Si rezultat i kësaj ekziston regjioni i varfërimit në secilin kalim (e ngjashme me diodën e pa polarizuar).
- 8. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET Burimi i shtypjes së ujit mund të krahasohet me tensionin e aplikuar nga derdhja drejt burimit gjë që do të mundësojë rrjedhjen e ujit (elektroneve) nga uji (burimi). Porta përmes sinjalit të aplikuar (potencialit), kontrollon rrjedhën e ujit (ngarkesat elektrike) drejt derdhjes.
- 9. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET • VGS = 0 V, VDS vlerë e vogël pozitive Si rezultat i kësaj porta dhe burimi janë në të njëjtin potencial dhe regjioni i varfëruar në fund të secilit material p. Në momentin e aplikimit të tensionit VDD ( =VDS) , elektronet do të tërhiqen drejt terminalit të derdhjes, duke formuar rrymën konvencionale ID. Kahja e rrjedhjes së ngarkesave elektrike na tregon që rrymat janë ekuivalente (ID = IS). Sipas kushteve të fig. , rrjedha e ngarkesave elektrike është e papenguar dhe limitohet nga rezistenca e kanalit n mes derdhjes dhe burimit.
- 10. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET VGS = 0 V, VDS vlerë e vogël pozitive Regjioni i varfëruar është më i gjerë në maje të dy shtresave p. Duke supozuar rezistencën uniforme të kanalit n, rezistenca e kanalit mund të ndahet në disa pjesë. Rryma ID do të krijojë vlera të tensionit (si në fig.) nëpër kanal. Si rezultat i kësaj regjioni i sipërm i shtresës p do të polarizohet kundërt me tension prej 1,5 V, përderisa regjioni i poshtëm i shtresës p do të polarizohet kundërt me vetëm 0,5 V. Rikujtoni principin e punës së diodës (sa më i madh tensioni i polarizimit të kundërt aq më e gjerë zona e varfëruar). Kjo është arsyeja e paraqitjes së zonës së varfëruar si në fig. Për shkak të polarizimit të kundërt rryma e portës është zero. Kjo paraqet një karakteristikë të rëndësishme të tranzistorit JFET.
- 11. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET VGS = 0 V, VDS vlerë e vogël pozitive Me rritjen e tensionit VDS prej 0 në disa volt, rryma do të rritet sipas ligjit të Ohmit (si në fig.) Me rritjen e VDS drejt vlerave të VP regjioni i varfëruar do të zgjerohet, duke shkaktuar reduktim të ndjeshëm të gjerësisë së kanalit. Ky reduktim i kanalit shkakton rritje të rezistencës (si në fig.). Sa më horizontale të jetë lakorja, aq më e lartë do të jetë rezistenca.
- 12. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET VGS = 0 V, VDS vlerë e vogël pozitive Me rritjen e VDS përtej vlerave të VP, regjioni i i afrimit të dy regjioneve të kontaktit të afërt përgjatë kanalit do të rritet, por vlera e rrymës ID do të mbetet e njëjtë. Pra, nëse VDS >VP karakteristikat e JFET i ngjasojnë burimit të rrymës. Sipas fig. rryma ka vlerë fikse në ID = IDSS, por tensioni VDS (për vlera >VP) përcaktohet nga aplikimi i ngarkesës. IDSS (Rryma Drain-to-Source with a Short-circuit connection. IDSS është rryma maksimale për JFET dhe përcaktohet nga kushtet VGS = 0 V dhe VDS > |VP|.
- 13. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET VGS < 0 V Tensioni portë-burim (VGS), është tensioni kontrollues i JFET. Ashtu sikur lakoret e ndryshme IC për VCE ishin krijuar për vlera të ndryshme të rrymës IB për tranzistorin bipolar, lakoret ID për VDS për vlera të ndryshme të VGS mund të krijohen për tranzistorin JFET. Për tranzistorin JFET me kanal të tipit n tensioni VGS gjithnjë e më negativ prej vlerës fillestare VGS = 0 V. Me fjalë tjera, terminali i portës do të vendoset në vlera gjithnjë më të ulëta në krahasim me ato të burimit. Në fig. tensioni negativ prej 1 V është aplikuar mes portës dhe burimit për vlerë të vogël të VDS. Efekti i aplikimit të tensionit negativ për polarizim VGS është krijimi i regjionit të varfëruar ngjashëm me vlera VGS = 0 V por në nivele më të ulëta të VDS.
- 14. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET VGS < 0 V Pra, si pasojë e aplikimit të polarizimit të kundërt në portë arrihen nivel të ngopjes për nivele të ulëta tëVDS (VGS= -1 V). Niveli i VGS që rezulton në ID = 0 mA është i definuar nga VGS = VP, ku VP është tensioni negativ për tranzistorët JFET me kanal të tipit n dhe tension pozitiv për tranzistorët JFET me kanal të tipit p.
- 15. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET Rezistori i kontrolluar nga tensioni Pjesa e majtë e grafikonit quhet regjioni ohmik apo i rezistencës së kontrolluar nga tensioni. Në këtë regjion JFET mund të përdoret si rezistor variabil (si p.sh. Për sistem kontrollues me përforcim automatik) rezistenca e të cilit kontrollohet nga tensioni portë-burim Ekuacioni i mëposhtëm mund të jetë një përafrim i mirë i rezistencës sa i përket tensionit të aplikuar VGS.
- 16. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET JFET me kanal p • JFET me kanal p është i ndërtuar njëjtë sikur ai me kanal n vetëm se kanë ndërruar vendet materialet e tipit p dhe n.
- 17. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET • Simbolet
- 18. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET Përmbledhje • Rryma maksimale e definuar si IDSS përfitohet kur VGS = 0 V dhe VDS ≥ |VP|. • Për vlera të tensionit VGS më të vogla se (më negative se) niveli pinch-off, rryma e drejnit 0 A (ID = 0 A). • Për të gjitha vlerat e VGS mes 0 V dhe nivelit pinch-off, rryma ID do të jetë mes IDSS dhe 0 A. • Për JFET me kanal “p” përfundime të ngjashme mund të fitohen.
- 19. Ndërtimi dhe karakteristikat e JFET • Përmbledhje
- 20. Karakteristikat e transferit • Derivimi • Për tranzistorin BJT rryma e daljes IC dhe rryma hyrëse kontrolluese IB ishin të lidhur me beta, e cila konsiderohej konstante për analizën tonë. Në formë ekuacioni: • Për fat të keq, kjo lidhshmëri lineare nuk ekziston mes madhësive hyrëse dhe dalëse te tranzistori JFET. Relacioni mes ID dhe VGS është i definuar me ekuacionin e Shockley-t: Karakteristikat e transferit të definuara me ekuacionin e Shockley-t nuk ndikohen nga qarku në të cilin kyqet tranzistori.
- 23. MOSFET i tipit të varfëruar • Ndërtimi Nuk ka lidhje direkte elektrike mes terminalit të portës dhe kanalit të MOSFET. Shtresa izoluese e SiO2 në konstruksionin e MOSFET është ajo që merret parasysh për vlera të mëdha të impedancës hyrëse.
- 24. MOSFET i tipit të varfëruar • Karakteristikat themelore dhe principi i punës
- 25. MOSFET i tipit të varfëruar • MOSFET i tipit të varfëruar me kanal p
- 26. MOSFET i tipit të varfëruar • Simbolet
- 27. MOSFET i tipit të pasuruar • Ndërtimi Një pllakë e materialit p formohet nga baza e Si dhe kësaj i referohemi si substrat. Burimi dhe derdhja prapë lidhen përmes kontakteve metalike me regjionet e pasuruara të tipit n, por vëreni mungesën e kanalit mes regjioneve të pasuruara të tipit n. Kjo paraqet dallimin kryesor në ndërtimin e MOSFET-it të pasuruar dhe të varfëruar— mungesa e kanalit si komponente përbërëse e tranzistorit.
- 28. MOSFET i tipit të pasuruar • Karakteristikat themelore dhe principi i punës Për vlera të VGS më të vogla se ato të pragut, rryma e derdhjes te MOSFET i tipit të pasuruar është 0 mA.
- 29. MOSFET i tipit të pasuruar • MOSFET i tipit të pasuruar me kanal p
- 30. MOSFET i tipit të pasuruar • Simbolet
- 32. VMOS Krahasuar me MOSFET-ët komercialë të rrafshët, VMOS FET-ët kanë reduktuar vlerat e rezistencave dhe vlerat e mëdha të rrymës dhe fuqisë të kanalit. VMOS FET-ët kanë koeficient pozitiv temperature. Vlerat e zvogëluara të rrymës kanë mundësuar kohë më të vogla të reagimit (kur përdoren si ndërprerës) në krahasim me konstruksionin e rrafshët.
- 33. CMOS Një qark logjik shumë efektiv mund të krijohet duke ndërtuat një MOSFET me kanal p dhe kanal n në të njëjtin substrat. Ky konfigurim njihet me emrin rregullimi komplementar MOSFET (complementary MOSFET arrangement - CMOS) dhe aplikim të gjerë në dizajnim të qarqeve logjike kompjuterike. Impedanca relativisht e lartë e hyrjes, shpejtësitë e mëdha të reagimit, dhe fuqi relativisht të ulëta pune të konfigurimit CMOS kanë rezultuar me formimin e një discipline të re të quajtur dizajni logjik CMOS.
- 34. CMOS Një aplikim i mirë i CMOS-it është në invertorë. Pra, invertori si element logjik bën invertimin e sinjalit të aplikuar.