Маркировка полевой транзистор: Обозначение полевого транзистора.

Содержание

Цветовая маркировка полевых транзисторов

КП312А 
 КП312Б 
 2П312А 
 2П312Б 
маркируется двумя желтыми точками 
 маркируется двумя синими точками 
 маркируется одной желтой точкой 
 маркируется одной синей точкой 
3П320А-2
 3П320Б-2
маркируется одной красной точкой 
 маркируется одной зеленой точкой 
КП323А-2
 КП323Б-2
маркируется черным символом "+" 
 маркируется синим символом "+" 
3П324А-2
 3П324Б-2
маркируется одной красной точкой 
 маркируется одной синей точкой 
АП325А-2
 3П325А-2
маркируется черной полосой и точкой 
 маркируется черной полосой 
3П326А-2
 3П326Б-2
не маркируется 
 маркируется черной точкой 
КП327А 
 КП327Б 
 КП327В 
 КП327Г 
маркируется одной белой точкой 
 маркируется двумя белыми точками 
 маркируется одной красной точкой 
 маркируется двумя красными точками 
3П328А-2
маркируется черной точкой 
КП329А 
 КП329Б 
маркируется одной цветной точкой 
 маркируется двумя цветными точками 
3П330А-2
 3П330Б-2
 3П330В-2
не маркируется 
 маркируется белой точкой 
 маркируется черной точкой 
3П331А-2
маркируется черной полосой 
3П339А-2
маркируется черными точкой и полосой 
3П343А-2
маркируется двумя черными точками 
3П344А-2
маркируется черной точкой 
КП346А-9
 КП346Б-9
маркируется белой точкой 
 маркируется желтой точкой 
3П606А-2
 3П606Б-2
 3П606В-2
маркируется черной точкой 
 маркируется двумя черными точками 
 маркируется тремя черными точками 
3П608А-2
 3П608Б-2
 3П608Г-2
маркируется желтой точкой 
 маркируется двумя желтыми точками 
 маркируется зеленой точкой 
3П927А-2
 3П927Б-2
 3П927В-2
 3П927Г-2
 3П927Д-2
маркируется красной точкой 
 маркируется белой точкой 
 маркируется черной точкой 
 маркируется красной и белой точками 
 маркируется красной и черной точками 

Справочник по полевым транзисторам

КП312А 
КП312Б 
2П312А 
2П312Б 
маркируется двумя желтыми точками 
маркируется двумя синими точками 
маркируется одной желтой точкой 
маркируется одной синей точкой 
3П320А-2
3П320Б-2
маркируется одной красной точкой 
маркируется одной зеленой точкой 
КП323А-2
КП323Б-2
маркируется черным символом «+» 
маркируется синим символом «+» 
3П324А-2
3П324Б-2
маркируется одной красной точкой 
маркируется одной синей точкой 
АП325А-2
3П325А-2
маркируется черной полосой и точкой 
маркируется черной полосой 
3П326А-2
3П326Б-2
не маркируется 
маркируется черной точкой 
КП327А 
КП327Б 
КП327В 
КП327Г 
маркируется одной белой точкой 
маркируется двумя белыми точками 
маркируется одной красной точкой 
маркируется двумя красными точками 
3П328А-2 маркируется черной точкой 
КП329А 
КП329Б 
маркируется одной цветной точкой 
маркируется двумя цветными точками 
3П330А-2
3П330Б-2
3П330В-2
не маркируется 
маркируется белой точкой 
маркируется черной точкой 
3П331А-2 маркируется черной полосой 
3П339А-2 маркируется черными точкой и полосой 
3П343А-2 маркируется двумя черными точками 
3П344А-2 маркируется черной точкой 
КП346А-9
КП346Б-9
маркируется белой точкой 
маркируется желтой точкой 
3П606А-2
3П606Б-2
3П606В-2
маркируется черной точкой 
маркируется двумя черными точками 
маркируется тремя черными точками 
3П608А-2
3П608Б-2
3П608Г-2
маркируется желтой точкой 
маркируется двумя желтыми точками 
маркируется зеленой точкой 
3П927А-2
3П927Б-2
3П927В-2
3П927Г-2
3П927Д-2
маркируется красной точкой 
маркируется белой точкой 
маркируется черной точкой 
маркируется красной и белой точками 
маркируется красной и черной точками 

Справочник по полевым транзисторам

ОТ  СОСТАВИТЕЛЯ

   Настоящий справочник является попыткой совместить в одном издании полноту охвата приборов, компактность представления информации, а также удобство ее использования. 
   Справочник предназначен для широкого круга пользователей от разработчиков радиоэлектронных устройств, до радиолюбителей. В справочнике представлены основные электрические параметры полевых транзисторов. Для компактности и удобства использования настоящего справочника, в нем использована табличная форма представления информации. Кроме электрических параметров в справочнике приводятся габаритные и присоединительные размеры, а также типовая область применения полевых транзисторов. Описанный подход позволил создать компактный, удобный и недорогой справочник, который принесет практическую пользу его владельцу.

   В справочнике собраны параметры полевых транзисторов, рассеянные по отечественной литературе. Поскольку главным принципом при составлении справочника являлась полнота охвата номенклатуры, то для некоторых приборов приведены всего несколько параметров (которые приводились в научной статье разработчиков прибора). По мере появления дополнительной информации, она включалась в справочник.
   Для некоторых приборов приводятся вместо предельных параметров типовые, когда информация о предельных параметрах отсутствует, а о типовых значениях есть.

   Как появился этот справочник? В середине 70-х годов, составитель справочника столкнулся в своей работе с отсутствием справочника, устраивающего его самого и его коллег. Существующие справочники обладали многими недостатками, наиболее очевидные из которых описываются ниже.
   1. Большая избыточность:
     а) Многие справочники имели массу графиков, которые либо достаточно хорошо описывались теоретическими кривыми, либо отражали малосущественные зависимости;

     б) Большинство разработчиков не интересуют такие параметры, как время хранения на складе и степень устойчивости полупроводниковых приборов против воздействия плесени и грибков;
     в) От 10% до 30% объема справочников занимали общеизвестные вещи- условные обозначения на электрических схемах, классификация приборов и тому подобные многократно описанные в разнообразной литературе понятия.
   2. Неполнота- долгий срок прохождения через издательства приводил к быстрому устареванию справочника. Большинство составителей имели тяготение к определенному кругу изготовителей полупроводниковых приборов и если изделия одного изготовителя были представлены достаточно полно, то изделия другого производителя не включали новых разработок. Для работы приходилось пользоваться одновременно несколькими справочниками одновременно (тем более что разные составители включали разное количество известных для данного прибора параметров) и рядом журнальных статей, в которых описывались новые полупроводниковые приборы.
   3. Неудобство в пользовании- большинство составителей вводили разбивку справочника на части по таким критериям как мощность рассеивания, рабочая частота, тип перехода. Кроме этого, очень часто внутри раздела материал дополнительно группировался по аналогичным принципам. Все это существенно затрудняло поиск нужного прибора и особенно сравнение нескольких полупроводниковых приборов по ряду параметров.
   4. Недостоверность- в процессе издания в любом справочнике накапливались ошибки. Если ошибки в обычном тексте легко обнаруживаются при вычитке, то ошибки в числовой информации даже специалистом обнаруживаются с трудом.

   Все описанные причины побудили составить справочник более удобный для разработчика электронной аппаратуры. Благодаря компактной форме, справочник получился достаточно дешевым и удовлетворяющим большинство потребностей. Если же разработчику потребуются более подробные характеристики какого-либо изделия (это случается достаточно редко), он всегда может обратиться либо к специализированному изданию, либо к отраслевому стандарту. В повседневной же работе ему достаточно этой маленькой книжечки.
 

    Справочник составлен в 1993 году, переведен в HTML в 2000 году.

    Надеюсь, что Вам понравится этот справочник.

Справочник по полевым транзисторам

Транзистор Назначение
2П101  для работы во входных каскадах усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
КП102  для работы во входных каскадах усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
2П103 
2П103-9 
для работы во входных каскадах усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
2ПС104  для работы во входных каскадах дифференциальных малошумящих усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
2П201  для работы во входных каскадах усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
2ПС202  для работы во входных каскадах дифференциальных малошумящих усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
КПС203  для работы во входных каскадах дифференциальных малошумящих усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
КП301  для применения во входных каскадах малошумящих усилителей и нелинейных малосигнальных схемах с высоким входным сопротивлением 
КП302  для применения в широкополосных усилителях в диапазоне частот до 150 МГц, а также в переключающих и коммутирующих устройствах 
КП303  предназначены для применения во входных каскадах усилителей высокой (Д, Е, И) и низкой (А, Б, В, Ж) частот с высоким входным сопротивлением. Транзисторы КП303Г предназначены для применения в зарядочувствительных усилител ях и других схемах ядерной спектрометрии 
КП304  предназначены для применения в переключающих и усилительных схемах с высоким входным сопротивлением 
2П305  предназначены для применения в усилительных каскадах высокой и низкой частот с высоким входным сопротивлением 
КП306  предназначены для применения в преобразовательных и усилительных каскадах высокой и низкой частот с высоким входным сопротивлением 
КП307  предназначены для применения во входных каскадах усилителей высокой и низкой частот с высоким входным сопротивлением. Транзисторы КП307Ж предназначены для применения в зарядочувствительных усилителях и других схемах ядерной спектрометрии 
2П308-9  предназначены для применения во входных каскадах усилителей низкой частоты и постоянного тока (А, Б, В), в переключающих схемах и схемах коммутаторов (Г, Д) с высоким входным сопротивлением. 
КП310  для применения в приемно-передающих устройствах сверхвысокочастотного диапазона 
КП312  предназначены для применения во входных каскадах усилителей и преобразователей сверхвысокочастотного диапазона 
КП313  предназначены для применения в усилительных каскадах высокой и низкой частот с высоким входным сопротивлением 
КП314  для применения в охлаждаемых каскадах предусилителей устройств ядерной спектрометрии 
КПС315  для работы во входных каскадах дифференциальных малошумящих усилителей низкой частоты и постоянного тока с высоким входным сопротивлением 
КПС316  для работы во входных каскадах дифференциальных усилителей, балансных схем различного назначения с высоким входным сопротивлением 
3П320-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки для СВЧ усилительных устройств с нормированных коэффициентом шума на частоте 8 ГГц 
3П321-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки для СВЧ усилительных устройств с нормированных коэффициентом шума на частоте 8 ГГц 
КП322  тетрод на основе p-n перехода для усилительных и смесительных каскадов на частотах до 400 МГц 
КП323-2  транзистор с p-n переходом для входных каскадов предварительных малошумящих предварительных усилителей низкой и высокой частот (до 400 МГц) 
3П324-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки для СВЧ усилительных устройств с нормированных коэффициентом шума на частоте 12 ГГц 
3П325-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 8 ГГц для СВЧ устройств с малым уровнем шума, а также для фотоприемных устройств с малым уровнем собственных шумов 
3П326-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 17.4 ГГц для применения во входных и последующих каскадах малошумящих усилителей 
КП327  МОП тетрод с n-каналом и затворами, защищенными диодами, для селекторов телевизионных каналов метровых и дециметровых волн 
3П328-2  арсенидогаллиевые полевые двухзатворные транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 8 ГГц для применения во входных и последующих каскадах малошумящих усилителей 
КП329  для применения во входных каскадах усилителей низкой и высокой частот (до 200 МГц), в переключающих устройствах и коммутаторах с высоким входным сопротивлением 
3П330-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 25 ГГц (3П330А-2, 3П330Б-2) и 17.4 ГГц (3П330В-2) для применения во входных и последующих каскадах малошумящих усилителей 
3П331-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 10 ГГц для применения в малошумящих усилителях и усилителях с расширенным динамическим диапазоном 
2П332  полевой p-канальный транзистор для переключающих и усилительных устройств 
2П333  полевой n-канальный транзистор для применения во входных каскадах усилителей низкой и высокой частот (до 200 МГц), в переключающих устройствах и коммутаторах с высоким входным сопротивлением 
2П335-2  для усилительных устройств 
2П336-1  для переключающих и усилительных устройств 
2П337-Р  транзисторы подобранные в пары по электрическим параметрам предназначены для применения в балансных усилителях, дифференциальных усилителях с высоким входным сопротивлением на частотах до 400 МГц 
2П338-Р1  транзисторы подобранные в пары по электрическим параметрам предназначены для применения в балансных усилителях, дифференциальных усилителях с высоким входным сопротивлением 
3П339-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частотах 8 и 17.4 ГГц для применения в малошумящих усилителях, в усилителях с расширенным динамическим диапазоном и в широкополосных усилителях 
2П341  транзистор с p-n переходом для входных каскадов малошумящих усилителей в диапазоне частот 20 Гц — 500 МГц 
КП342  для переключающих устройств 
3П343-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 12 ГГц для применения во входных и последующих каскадах малошумящих усилителей 
3П344-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с нормированных коэффициентом шума на частоте 4 ГГц для применения во входных и последующих каскадах малошумящих усилителей 
3П345-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки для применения в фотоприемных устройствах с малым уровнем собственных шумов
КП346-9  МОП n-канальный двухзатворный транзистор с затворами, защищенными диодами, для селекторов каналов ТВ приемником (А,Б- для дециметровых волн, В- для метровых волн) 
2П347-2  n-канальный двухзатворный транзистор для входных каскадов радиоприемных устройств 
КП350  предназначены для применения в усилительных, генераторных и преобразовательных каскадах сверхвысокой частоты (до 700 МГц) 
КП351  транзисторы с барьером Шоттки с двумя затворами (3П351А-2) и с одним затвором (3П351А1-2), предназначены для применения в малошумящих усилителях, смесителях и других устройствах в сантиметровом диапазоне 
КП365А  BF410C n-канальный транзистор 
КП382А  BF960 двухзатворный полевой транзистор селекторов каналов ЦТ 
КП501А  ZVN2120 высоковольтный полевой МОП-транзистор, используемый в качестве ключа для аналоговых средств связи 
КП601 
2П601-9 
полевые транзисторы с диффузионным затвором и n-каналом, работа во входных и выходных каскадах усилителей и преобразователей частоты
АП602-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом, работа в усилителях мощности, автогенераторах, преобразователях частоты в диапазоне частот 3-12 ГГц 
3П603-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом, работа в усилителях мощности, автогенераторах, преобразователях частоты в диапазоне частот до 12 ГГц 
3П604-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом, работа в усилителях мощности, автогенераторах, преобразователях частоты в диапазоне частот 3-18 ГГц 
3П605-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом, работа в малошумящих усилителях и усилителях с расширенным динамическим 
диапазоном 
3П606-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом, работа в усилителях мощности, автогенераторах, преобразователях частоты в диапазоне частот до 12 ГГц 
3П607-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с n-каналом для работы в усилителях мощности, генераторах, преобразователях частоты в диапазоне частот до 10 ГГц 
3П608-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом для работы в выходных каскадах усилителей и генераторов 
КП701  полевые транзисторы с изолированным затвором для вторичных источников питания, переключающих и импульсных устройств с частотой переключения до 1 МГц 
КП702  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для вторичных источников питания, переключающих и импульсных устройств, ключевых стабилизаторов и преобразователей напряжения, усилителей, генераторов 
КП703  полевые транзисторы с изолированным затвором и p-каналом для вторичных источников питания, переключающих и импульсных устройств, ключевых стабилизаторов и преобразователей напряжения, усилителей, генераторов 
КП704  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для использования в выходных каскадах оконечных видеоусилителей многоцветных графических дисплеев, во вторичных источниках энергопитания, в устройствах коммутации электрических цепей 
КП705  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для использования в импульсных источниках питания, в переключающих и импульсных устройствах 
КП706  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для использования в импульсных источниках питания, в переключающих и импульсных устройствах 
КП709  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для использования в импульсных источниках электропитания ТВ приемников четвертого и пятого поколений, переключающих и импульсных устройствах радиоэлектронной аппар атуры, устройствах электропривода. Аналог BUZ90, BUZ90A Siemens. 
КП712  полевые транзисторы с изолированным затвором и p-каналом для работы в импульсных устройствах 
КП717Б  IRF350 МОП-транзистор с 400 В, 0.3 Ом 
КП718А  BUZ45 МОП-транзистор с 500 В, 0.6 Ом 
КП718Е1  IRF453 МОП-транзистор с 500 В, 0.6 Ом 
КП722А  BUZ36 МОП-транзистор с 200 В, 0.12 Ом 
КП723А  IRF44 МОП-транзистор с 60 В, 0.028 Ом 
КП723Б  IRF44 МОП-транзистор с 60 В, 0.028 Ом 
КП723В  IRF45 МОП-транзистор с 60 В, 0.028 Ом 
КП724Г  IRF42 МОП-транзистор с 60 В, 0.028 Ом 
КП724А  MTP6N60 МОП-транзистор с 600 В, 1.2 Ом 
КП724Б  IRF842 МОП-транзистор с 600 В, 1.2 Ом 
КП725А  TPF450 МОП-транзистор с 500 В, 0.4 Ом 
КП726А  BUZ90 МОП-транзистор с 600 В, 1.2 Ом 
КП728А  МОП-транзистор с 800 В, 3.0 Ом 
КП801  полевые транзисторы p-n переходом для применения в выходных каскадах усилителей звуковоспроизводящей аппаратуры 
КП802  полевые транзисторы p-n переходом работа в ключевых схемах преобразователей постоянного напряжения в качестве быстродействующего коммутатора 
КП803  полевые транзисторы с изолированным затвором для вторичных источников питания, переключающих и импульсных устройств, а также для ключевых стабилизаторов и преобразователей напряжения, усилителей и генераторов 
КП804  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для быстродействующих импульсных схем 
КП805  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для построения источников вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, работающих от промышленной сети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В и для других устройств преобразования электрической энергии
КП809  МОП транзисторы для работы на частотах до 3 МГц и выше в импульсных источниках питания с бестрансформаторным входом, в регуляторах, стабилизаторах и преобразователях
КП810 прибор со статической индукцией для применения в схемах высокочастотных источников питания с бестрансформаторным входом, ключевых усилителях мощности
КП812  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для импульсных источников питания, регуляторов, усилителей звуковой частоты 
КП813 МОП транзисторы для работы на частотах до 3 МГц и выше в импульсных источниках питания с бестрансформаторным входом, в регуляторах, стабилизаторах и преобразователях
КП814  полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом для импульсных источников питания 
КП901  полевые транзисторы с изолированным затвором предназначены для применения в усилительных и генераторных каскадах в диапазоне коротких и ультракоротких длин волн (до 100 МГц) 
КП902  полевые транзисторы с изолированным затвором для применения в приемно-передающих устройствах в диапазоне частот до 400 МГц 
КП903  полевые транзисторы p-n переходом для применения в приемно-передающих и переключающих устройствах в диапазоне частот до 30 МГц 
КП904 полевые транзисторы с изолированным затвором предназначены для применения в усилительных, преобразовательных и генераторных каскадах в диапазоне коротких и ультракоротких длин волн 
КП905  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 1500 МГц 
КП907  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 1500 МГц, а также для применения в быстродействующих переключающих устройствах наносекундного диапазона 
КП908  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 2.25 ГГц 
КП909  полевые транзисторы с изолированным затвором для работы в усилительных и генераторных устройствах в непрерывном и импульсном режимах на частотах до 400 МГц 
АП910-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом для работы в усилителях мощности, генераторах, в диапазоне частот до 8 ГГц 
КП911  полевые транзисторы с изолированным затвором для работы в усилительных и генераторных устройствах 
КП912  полевые транзисторы с изолированным затвором для применения в ключевых стабилизаторах и преобразователях напряжения, импульсных устройствах, усилителях и генераторах 
КП913  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 400 МГц при напряжении питания до 45 В 
2П914  полевой транзистор с p-n переходом д для применения в усилителях, преобразователях и генераторах высокой частоты, а также в переключающих устройствах 
3П915-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом для работы в усилителях мощности, генераторах, в диапазоне частот до 8 ГГц 
КП918  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 1 ГГц, а также для быстродействующих переключающих устройств 
КП920  полевые транзисторы с изолированным затвором для усиления и генерирования сигналов в диапазоне частот до 400 МГц, а также для быстродействующих переключающих устройств 
КП921  полевые транзисторы с изолированным затвором, предназначен для применения в быстродействующих переключающих устройствах 
2П922 
2П922-1 
полевые транзисторы с изолированным затвором и n-каналом, предназначены для применения в источниках вторичного электропитания, быстродействующ их переключающих и импульсных устройствах, а также в стабилизаторах и преобразователях напряжения 
КП923  полевые транзисторы с изолированным затвором для работы в усилительных и генераторных устройствах, в линейных усилительных устройствах на частоты до 1 ГГц 
3П925-2  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом для работы в широкополосных усилителях мощности в диапазоне частот 3.7-4.2 ГГц (3П925А) и 4.3-4.8 ГГц (3П925Б) в тракте с волновым сопротивлением 50 Ом и содержит внутренние соглассующие цепи 
2П926  полевые транзисторы для вторичных источников питания, переключающих и импульсных устройств, а также для ключевых и линейных устройств 
3П927  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки с n-каналом для работы в усилителях мощности, автогенераторах, преобразователях частот ы в диапазоне частот 1-18 ГГц 
2П928  два МОП транзистора с n-каналом и общим истоком, генераторные, предназначены для применения в усилителях мощности и генераторах 
3П930  арсенидогаллиевые полевые транзисторы с барьером Шоттки и n-каналом для работы в диапазоне частот 5.7-6.3 ГГц 
КП932  высоковольтный транзистор для работы в каскадах видеоусилителей цветных дисплеев 
КП933  два МДП транзистора с n-каналом и общим истоком для работы в линейных и широкополосных усилительных устройствах и автогенераторах с высокой стабильностью частоты (для усиления и генерирования сигналов с частотой до 1 ГГц ) 
КП934  транзисторы со статической индукцией и n-каналом предназначенные для применения в источниках вторичного электропитания и в высоковольтных ключевых устройствах 
КП937  переключательные полевые транзисторы с p-n переходом и n-каналом для применения в источниках вторичного электропитания, преобразователях напряжения, системах электропривода, импульсных генераторах электроискровых обрабат ывающих комплексов 
КП938  переключательные высоковольтные полевые транзисторы с p-n переходом и n-каналом для применения в источниках вторичного электропитания, для питания двигателей постоянного и переменного тока, в мощных коммутаторах, усилителях низкой частоты 
2П941  для генерирования сигналов и усиления мощности в радиоэлектронных схемах с рабочей частотой до 400-600 МГц при напряжении питания 12 В 
КП944 МДП транзистор с p-каналом для работы в схемах управления накопителей ЭВМ на магнитных дисках
КП945 МДП транзистор с n-каналом для работы в схемах управления накопителей ЭВМ на магнитных дисках
КП946  прибор со статической индукцией для применения в схемах высокочастотных источников питания с бестрансформаторным входом, ключевых усилителях мощности 
КП948  прибор со статической индукцией для применения в схемах высокочастотных источников питания с бестрансформаторным входом, ключевых усилителях мощности 
КП953  прибор со статической индукцией для применения в схемах высокочастотных источников питания с бестрансформаторным входом, ключевых усилителях мощности 
КП955  прибор со статической индукцией для применения в схемах высокочастотных источников питания с бестрансформаторным входом, ключевых усилителях мощности 

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом (JFET-транзистор)

Полевой транзистор с управляющим PN-переходом – это очень мутная тема для многих начинающих электронщиков.

Электрическое поле

Как вы знаете, поле бывает разным. Бывает такое:

А бывает и такое))

Но речь пойдет совсем о других полях: невидимых… Мы их не видим, не слышим, но можем почувствовать. Например, гравитационное поле Земли тянет нас к центру Земли, хотим мы этого или нет. Некоторые виды полей без специальных приборов мы даже и не заметим. Это электрическое и магнитное поле. В данной статье мы с вами разберем электрическое поле.

Представьте себе, что мы взяли пару металлических пластинок. На одну из них мы подаем плюс питания, а на другую – минус.

В результате, они заряжаются, и между этими двумя пластинами создается однородное электрическое поле, которое характеризуется таким параметром, как напряженность. По идее, чем больше мы подадим напряжения между пластинами, тем напряженнее стает поле между этими пластинами.  Физика, 7-8 класс 😉

Но самое интересное, что это поле может влиять непосредственно на электроны. Если электрон пролетит между этими двумя пластинами, плюсовая пластина  начнет притягивать его к себе и траектория полета электрона будет уже искривлена. Чем больше напряженность поля, тем больше оно будет влиять на траекторию движения электрона. На этом принципе основана работа кинескопных телевизоров.

Какой вывод можно сделать из всего этого? Электрическое поле влияет на электроны и не только на электроны, но и на другие частицы, обладающие положительным, либо отрицательным зарядом. Это утверждение запомним. Оно нам еще пригодится.

Также вы со школы должны помнить еще одно утверждение: одноименные заряды отталкиваются, а разноименные  притягиваются:

Взаимодействие полупроводников

Мы с вами  знаем из статьи Биполярный транзистор, что есть два типа искусственных легированных полупроводников. Это полупроводник N-типа и полупроводник P-типа. Как вы помните, в полупроводнике N-типа у нас избыток электронов (там их ОЧЕНЬ много):

А в полупроводнике P-типа избыток дырок:

Если вы не забыли, электроны у нас обладают отрицательным зарядом ( – ), а дырки – положительным зарядом ( + ). Поэтому, на картинках мы заполнили наши бруски полупроводников соответствующими зарядами.

А что будет, если соединить их друг с другом?

Так как электроны и дырки постоянно находятся в хаотическом движении, на границе соединения P и N полупроводников начнется диффузия. Что такое диффузия? Как говорит нам Википедия, диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого вещества.

Пример:

Если пустить шептуна на парах, то в этом случае ваши вонючие молекулы из пукана будут смешиваться с молекулами воздуха и сосед через парту учует ваш запах пельменей, которые вы съели на ужин.

На границе полупроводников происходит то же самое! Электроны и дырки начинают смешиваться.

Но если ваши вонючие молекулы, выпущенные из пукана, могут спокойно смешиваться с воздухом пока не займут все пространство кабинета, то на границе P-N перехода есть камень преткновения. И он заключается в том, что электроны и дырки обладают зарядом и начинают взаимодействовать с друг другом. Начинает работать правило, одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Так как электроны и дырки разноименных зарядов, они начинают притягиваться к друг другу. То есть с одной стороны идет диффузия, а с другой стороны взаимодействие зарядов. Когда все это устаканивается, получается вот такая картинка:

Что такое запирающий слой

Область, которая возникает между этими зарядами, называется запирающим слоем. Его также называют обедненным, от слова “бедный”, так как в нем нет основных носителей. Как вы помните, основные носители в N полупроводнике – это электроны, а в P полупроводнике – дырки. А раз нет свободных зарядов, то и электрический ток течь не может, так как электрический ток – это не что иное, как упорядоченное движение заряженных частиц в одном направлении. Получается, эта область по сути стает  диэлектриком , то есть областью, которая не проводит электрический ток.

Ну а теперь самое интересное. Оказывается, мы можем управлять толщиной этого запирающего слоя! Для этого достаточно увеличить напряженность электрического поля с помощью источника питания, то есть увеличить подаваемое напряжение, соблюдая необходимую полярность. Плюс источника напряжения подаем на N полупроводник, а минус источника – на P полупроводник.

Вот что у нас получится:

Электроны стремятся всей толпой к плюсовой клемме батареи, а дырки – к минусовой. В результате этого, запирающий слой стает намного шире. Это равносильно тому, что мы подаем обратное смещение на P-N переход. Чем больше напряжения мы подаем на P и N полупроводник, тем больше ширина запирающего слоя. Все элементарно и просто 😉

Если бы мы подали на P полупроводник  плюс, а на N  – минус, то у нас бы запирающий слой равнялся бы нулю и электрический ток прошел бы беспрепятственно через P-N переход. Как вы помните, это называется прямым включением P-N перехода. Но в этом случае мы должны подать напряжение больше, чем контактная разность потенциалов на границе переходов. Она равняется 0,6-0,7 Вольт, если используется материал кремний. Как только напряжение стает больше, чем 0,6-0,7 Вольт, начинается движение электрических зарядов. Диффузия усиливается еще тем, что электроны бегут к плюсовой клемме, а дырки – к минусовой.

Применение запирающего слоя в JFET транзисторах

Но где же можно применить свойство “изменение толщины диэлектрика под воздействием напряженности электрического поля”? А давайте рассмотрим небольшой пример. Может быть вам потом станет ясно, где можно применить это свойство 😉

Итак, провинциальный городок X. Обычный будний день. Поток людей спешит по своим делам. Около тротуара стоит лавка с хот-догами. Пока что она еще не открылась, так как продавец сладко спит,  поэтому все проходят мимо этой лавки:

Но вот она открывается, и первые зеваки начинают “тусить” возле нее, чтобы отведать позавчерашних холодных протухших хот-догов)).

Продавец видит, что дела идут в гору и начинает еще быстрее обслуживать клиентов. То есть он вкладывает всю свою энергию, чтобы выдержать темп. Он начинает работать напряженнее. Чем напряженнее он обслуживает клиентов, тем их становиться больше. Зевакам ведь интересно, что за тусовка там намечается. А раз все покупают, то и они тоже хотят. Народу становится чуток больше.

Народ тихонько подваливает и продавец, чтобы не упустить выгоду, начинает работать изо всех сил. Наш бедный продавец работает, как белка в колесе. Тут уже не расслабишься, иначе народ уйдет к продавцу пончиков. На лбу у него выступил пот, напряжен так, что вот-вот уже лопнет от усталости! Но гляньте на тротуар… Движение ПЕРЕКРЫЛИ зеваки, которые жить не быть хотят купить эти протухшие хот-доги.

Мораль сей басни такова:

Коль хочешь жрать, готовь с утра).

Теперь давайте представим, что тротуар – это проводник. Люди – это электроны. Продавец – это какой-либо заряд, который если захочет, может работать либо напряженнее, либо вообще закрыть лавку.

Итак, что у нас тогда получается. Пока лавка закрыта, толпа зевак спокойно идет по своим делам в одном направлении. Продавца нет на месте. То есть заряд ноль. Это значит, что в данном направлении у нас спокойно течет электрический ток,  так как упорядоченное движение заряженных частиц – это и есть электрический ток

Как только продавец открыл лавку и стал работать,  некоторые зеваки стали толпиться у лавки. Но эта кучка зевак теперь мешается на тротуаре людям, которые действительно куда-то спешат по делам. То есть эта кучка зевает оказывает сопротивление потоку людей, спешащим по делам. Уже интереснее. Раз мешаются, значит меньше людей сможет пройти ниже толпы зевак за какое-то время. А что у нас значит этот параметр? Не силу тока ли случайно? Вот именно! Сила тока стала меньше!

Итак, теперь главный вопрос: от чего зависит поток людей? Да от продавца, мать его за ногу!

Как только он начинает орать: “Свежие хот-доги, бери, налетай, теще покупай!”, народу стает больше. То есть как только он начинает работать напряженнее, так и толпа зевак начинает больше заграждать тротуар. И все может закончится тем, что движение на тротуаре встанет колом. И да, кстати. Стоящая толпа зевак – это уже не электроны. Это обедненный слой, диэлектрик)

И вот ученые инженеры, которые поняли, что можно менять силу тока, управляя напряженностью электрического поля, создали радиоэлемент, который назвали в честь электрического поля, и имя его полевой транзистор.

Схема полевого JFET-транзистора с управляющим PN-переходом

В нашем примере мы тоже будем использовать вместо “тротуара” полупроводник N-типа. То есть мы имеем какой-либо брусочек из N полупроводника. В нем преобладают электроны. Конечно, их не так много, как в проводниках, но все же их достаточно, чтобы через этот брусок  мало-мальски тёк электрический ток.

Что будет, если на него подать напряжение? Как я уже сказал, хотя в  N полупроводнике избыток электронов, но их все равно не так много, как в проводниках. Поэтому через этот кусок N полупроводника побежит электрический ток, если мы приложим к нему постоянное или переменное напряжение.

Вы ведь не забыли, что хотя электроны и бегут к плюсу, но за направление электрического тока  во всем мире принято движение от плюса к минусу источника напряжения?

А теперь давайте впаяем в этот брусок полупроводник P-типа. Получится что-то типа этого:

Можно сказать, что у нас уже получился полевой транзистор.

На границе касания теперь образовался PN-переход с небольшим запирающим слоем!

Итого, у нас получился “кирпич” с тремя выводами.

Что такое сток, исток и затвор

Полевой транзистор имеет три вывода. Вывод, с которого начинают свой путь электроны (основные носители) называется ИСТОКОМ. От слова “источник”. В разговорной речи мы источником называем родник, из которого бьет чистая вода. Поэтому нетрудно будет запомнить, что ИСТОК – это тот вывод, откуда начинают свой путь основные носители заряда. В данном случае это электроны. Место, куда они стекаются, называются СТОКОМ.

Эти два понятия нетрудно будет запомнить, если вспомнить водосточную систему с крыш ваших домов.

Истоком будет труба, которая собирает всю капли дождя с шифера или профнастила

А стоком будет конец  трубы, из которой вся дождевая вода будет выбегать на землю:

Но опять же, не забывайте, что мы говорим об электронах! А электроны бегут к плюсу. То есть по-нашенски получается что на СТОК мы подаем плюс, а на ИСТОК – минус.

А для чего нужен третий вывод?

Так, а давайте по приколу где-нибудь обрежем нашу водосточную трубу и воткнем туда вот такой прибамбас:

Называется он дисковым затвором. Чего бы мы добились, если бы воткнули этот дисковый затвор в нашу водосточную трубу? Да покрутив за баранку, мы могли бы регулировать поток воды! Мы можем вообще полностью перекрыть трубу, тогда в этом случае на стоке не стоит ждать дождевую водичку. А можем открыть наполовину, и регулировать поток воды со стока, чтобы при ливне у нас поток воды не смыл грядки и не сделал большую яму в земле. Удобно? Удобно.

Так вот, третий вывод полевого транзистора, который соединяется с P полупроводником называется тоже ЗАТВОРОМ и служит как раз для того, чтобы регулировать силу тока в бруске, через который бежит электрический ток 😉 Для этого достаточно подать на него напряжение, чтобы P-N переход был включен в обратном направлении, то есть в нашем случае подать МИНУС относительно ИСТОКА. Вся картина в целом будет выглядеть как-то вот так:

Канал полевого JFET-транзистора

В этом случае, как вы видите на рисунке выше, запрещенный слой увеличивается в глубину бруска и начинает перекрывать дорогу электронам. В результате получается, что ширина “тротуара” для электронов стает меньше, и только некоторые электроны могут достичь назначенной цели, то есть СТОКА. Этот “тротуар” в полевом транзисторе называют каналом.

Так как у нас брусок сделан из N-полупроводника, следовательно и канал тоже у нас N-проводимости. Следовательно, такой  полевой транзистор называется N-канальным полевым транзистором с управляющим P-N переходом. На буржуйский манер это звучит как Junction Field-Effect-Transistors или просто JFET. Также неплохо было бы запомнить английские название выводов: Drain – сток, Source – исток, Gate – затвор.

А что будет, если на Bat2 мы еще больше добавим напряжения? То есть мы сделаем так, чтобы U2>U1. В этом случае у нас запирающий слой еще больше уйдет в брусок. Канал станет еще тоньше. Следовательно, увеличится сопротивление канала, что в свою очередь вызовет уменьшение силы тока через канал:

Если мы еще увеличим напряжение (U3>U2), то заметим, что при каком-то напряжении U3 у нас вообще перестанет течь ток через канал. Запирающий слой ПОЛНОСТЬЮ его перекроет:

Все, приехали… В этом случае мы ПОЛНОСТЬЮ перекрыли канал для дальнейшего движения электронов. А раз движуха электронов закончилась, то  откуда взяться электрическому току?  Ведь электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц, не так ли? Поэтому через исток-сток электрический бежать не будет.

Как работает полевой JFET-транзистор на практике

Ну что же, приступаем к практике.

В гостях у нас полевой N-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом 2N5485:

Его распиновка будет выглядеть вот так:

В живую он выглядит вот так:

Для того, чтобы проверить писанину, которую вы прочитали,  соберем  вот такую схемку по рисункам выше:

Для удобства восприятия я нарисовал полевой транзистор, как он выглядит визуально.

Какие же напряжения допускаются при его эксплуатации? Если кому интересно, вот  на него даташит . Оттуда я взял безопасное напряжение для его проверки 15 Вольт, поэтому на Bat1 выставляю напряжение в 15 Вольт:

На Bat2 пока что устанавливаю 0 Вольт.

То есть это значит, что напряжение на Затвор-Истоке UЗИ=0 Вольт. А раз 0 Вольт, то канал у нас полностью открыт и электрончики в N полупроводнике спокойно бегут в одном направлении по своим делам. Но опять же, N полупроводник считается плохим проводником, так как в нем мало электронов. Поэтому, сила тока полностью открытого канала у нас будет 6,2 мА при напряжении в 15 Вольт. Сейчас даже можно вычислить сопротивление канала из закона Ома. R=U/I=15/6,2×10-3=2,42 КилоОма.

Если сравнивать эту ситуацию с продавцом хот-догов, то у нас это аналогично моменту, когда продавец еще дрыхнет дома:

А давайте добавим напряжение на Bat2 до полувольта.

Смотрим на миллиамперметр

Видели да? Сила тока через сток-исток уменьшилась!

Этот момент аналогичен тому, когда продавец только открыл свою лавку, и первые зеваки начинают тусить возле нее

А давайте еще добавим напряжение на Bat2 до 1 вольта:

Что мы видим на миллиамперметре?

Сила тока через Сток-Исток стала еще меньше! Но почему она стает меньше? Да дело в том, что запирающий слой стает все более толще от напряжения, тем самым уменьшая токопроводящий канал.

Это аналогично, когда продавец начинает уже тихонька напрягаться:

Давайте еще добавим полвольта на Bat2:

Смотрим на миллиамперметр:

Сила тока через канал стала еще меньше!

До какого же значения можно добавлять напряжение на Bat2? Уже при напряжении 2,3 Вольта

Электрический ток через канал полностью перестает бежать.

Канал стает полностью перекрытым.

Ну а этот момент аналогичен, когда продавец настолько напрягся, что перекрыл весь тротуар зеваками:

Дальнейшее увеличение напряжения на Bat2 уже ни к чему не приведет. Всегда можно подобрать такое обратное напряжение на ЗАТВОРЕ, при котором токопроводящий канал СТОК-ИСТОК будет полностью перекрыт.

Минуточку внимания. Все, что написано выше, мы применяли к N-канальному транзистору. Почему N-канальный, я думаю, вы уже догадались. Его внутреннее строение, как вы уже читали выше в статье, выглядит вот так:

И на схемах такой транзистор изображается вот так:

Р-канальный JFET-транзистор с изолированным PN-переходом

Но есть также и P-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом. Как вы уже догадались из названия, его канал сделан и полупроводника P-типа. Его внутреннее строение выглядит вот так:

На схемах обозначается так:

Обратите внимания на стрелочку по сравнению с N-канальным транзистором.

Принцип его действия точно такой же, просто основными носителями заряда будут являться уже дырки. Следовательно, все напряжения в схеме  меняем на противоположные:

Также не забываем, что вывод, откуда начинают движение основные носители (как вы помните в P полупроводнике это дырки), называется ИСТОКОМ.

Внутреннее строение транзистора с управляющим PN-переходом

Для того, чтобы проверить полевой транзистор с управляющим PN-переходом, достаточно вспомнить его внутреннее строение.

N-канальный выглядит вот так:

А P-канальный вот так:

Теперь давайте вспомним, какой радиоэлемент у нас состоит из PN-перехода? Все верно, это диод. Получается что Затвор и Исток образуют один диод, а Затвор и Сток – другой диод. Сам канал обладает каким-то сопротивлением, а это есть нечто иное как резистор.

Для N-канального транзистора

Эквивалентная схема будет выглядеть вот так:

Для P-канального

Эквивалентная схема будет выглядеть вот так:

Получается, для того, чтобы узнать целостность транзистора, нам достаточно проверить все эти три элемента 😉

Как проверить транзистор с управляющим PN-переходом с помощью мультиметра

У нас в гостях уже знакомый вам из прошлой статьи N-канальный полевой транзистор с PN-переходом 2N5485

Сейчас мы будем проверять его на работоспособность.

Впрочем, не так быстро! Полевые транзисторы больше всего боятся статического электричества, особенно МОП-транзисторы. Поэтому, прежде чем начинать проверку, стоит снять статику с себя (и с того, чем ещё можем его коснуться). Можно заземлить себя, скажем, с помощью водосточной или отопительной трубы (коснувшись металлической части трубы без лакокрасочного покрытия). Но лучше всего для этого дела подойдет антистатический браслет.

Для этого нам понадобится мультиметр:

Для проверки полевого транзистора с управляющим PN-переходом первым делом качаем на него даташит и смотрим расположение его выводов (цоколевку).

Вот кусочек даташита моего транзистора с цоколевкой:

Если его повернуть задом к нам, как в даташите, то слева-направо у нас идет Затвор, Исток, Сток

Там же в даташите указано, что он N-канальный.

Ну что же? Начнем проверку?

Так как транзистор N-канальный, следовательно, встаем на Затвор красным щупом мультиметра и проверяем диоды. Проверяем диод Затвор-Исток:

Норм.

Проверяем  диод Затвор-Сток:

Норм.

Как вы помните, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Поэтому, когда мы поменяем полярность и снова проверим диоды, то увидим на экране мультиметра очень большое сопротивление:

Ну а теперь остается проверить сопротивление между Истоком и Стоком. Для того, чтобы его замерить, мы должны подать на Затвор 0 Вольт. Будет большим заблуждением, если мы оставим Затвор болтаться в воздухе, так как в этом случае вывод Затвора – это как маленькая антенна, которая ловит различные наводки, а следовательно имеет уже какой-то потенциал, что конечно же, сказывается на сопротивлении Исток-Сток. Поэтому, цепляемся мультиметром к Стоку и Истоку, а Затвор берем в руку. В идеале, хорошо было бы взяться другой рукой за отопительную батарею, чтобы полностью заземлить Затвор. На мультике должно высветится какое-либо сопротивление:

Что-то показывает? Значит все ОК ;-). Транзистор жив и здоров.

Как проверить транзистор с управляющим PN-переходом с помощью RLC-транзисторметра

Также есть второй способ проверки транзистора с управляющим PN-переходом. Но для этого нам понадобиться транзисторметр, прибор который умеет замерять почти всё. Вставляем транзистор в кроватку и зажимаем рычажком. Нажимаем зеленую кнопку “Пуск” и прибор нам выдает схемотехническое обозначение нашего подопечного с обозначением выводов:

Ну разве не чудо?

N-JFET – N-канальный транзистор с управляющим P-N переходом. G-Gate-Затвор, D-Drain-Сток, S-Source-Исток. Также навскидку даются два параметра: Ugs и IUgs – это напряжение между Затвором и Истоком (Gate-Source). I – сила тока через канал, то есть через Исток-Сток. Следовательно, прибор показывает, какая сила тока будет течь через Исток-Сток, при таком-то напряжении на Затворе. По идее, эти два параметры на практике не нужны. Они вам просто показывают, что транзистор живой и что с него можно выжать.

Все те же самые операции касаются и P-канального транзистора. Только  в этом случае “диоды” меняют свое направление на противоположное.

Заключение

P-канальный транзистор используется еще реже, чем N-канальный. Да и вообще, полевой транзистор с PN- переходом давно уже канул в лету, но все таки кое-где до сих пор применяются. На смену им пришли полевые транзисторы (MOSFET, МОП) , о которых я поведу речь в следующих статьях.

Условные обозначения полевых транзисторов

В электронике полевым транзистором называется электронный компонент, в котором ток проходящий через канал регулируется электрическим полем, образующимся в результате подачи напряжения между его истоком и затвором. Основным отличием полевого транзистора от транзистора биполярного является то, что выходное и входное сопротивление у него существенно выше.

Плевые транзисторы нередко именуют униполярными, поскольку основным принципом их действия является перемещение при помощи поля носителей зарядов одного и того же типа. Конструктивно эти приборы представляют собой изготовленные из полупроводниковых материалов пластинки одного типа проводимости, на противоположных сторонах которых способом диффузии создается область другого типа проводимости. На их границах образуется обладающий большим сопротивлением pn-переход.

В полевых транзисторах существуют области полупроводника которые называют каналами. Их поперечное сечение, а вместе с ним и ток носителей заряда изменяются под воздействием электрического поля.

Структура полевого транзистора
с управляющим pn-переходом и каналом n-типа

В случае, если между p-областью и n-областью приложить некоторое напряжение Uзи., как показано на рисунке выше, то pn-переход окажется включенным в обратном направлении, следовательно его толщина увеличится, а толщины канала уменьшается. При этом принято p-область называть затвором полевого транзистора, или же его управляющим электродом. Если к этому каналу подключить еще один источник напряжения U., то через него начнёт протекать ток в направлении от нижнего к верхнему участку n-области. Часть этой области, от которой основные носители зарядов начинают свое движение, называется истоком, а та часть, по направлению к которой они перемещаются – стоком.

Что касается величины тока, который протекает через канал, то определяющим для нее является сопротивление. Оно, в свою очередь, напрямую зависит от толщины канала. Таким образом, если изменяется величина приложенного к каналу напряжения, то вслед за этим происходит изменение величины тока.

В тех случаях, когда для производства этого электронного компонента в качестве основы берут полупроводник p-типа, то получается полевой транзистор, имеющий канал р-типа и управляющий pn-переход. Канал в нем образуется n-областью.

Структура и схема подключения МДП-транзистора
с индуцированным каналом

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Помимо тех полевых транзисторов, которые имеют в своей конструкции управляющий затвор, имеются и такие, у которых он изолирован. В электронике для обозначения таких транзисторов используют аббревиатуры МОП (металл-оксид-полупроводник) или МДП (металл-диэлектрик-полупроводник). Соответственно, такие приборы называют МОП-транзисторами или МДП-транзисторами.

Для МДПтранзистора характерно то, что в нем между истоком и стоком располагается n-область, представляющая собой подложку. Поэтому образуется два pn-перехода, которые включены навстречу друг другу. При этом вне зависимости от того, какую именно полярность имеет питающее напряжение, один из этих переходов всегда закрыт, так что в в направлении «исток-сток» ток равен нулю.

Если на затвор подается отрицательное напряжение, то ток в цепи начинает течь. Дело в том, что на расположенные в подложке электроны действует электрическое поле, и они начинают передвигаться вглубь нее.

Существует некоторое пороговое значение напряжения, при котором количество дырок, расположенных у самой поверхности подложки, становится существенно больше, чем электронов. В результате этого происходит так называемая инверсия типа электроповодности: она обретает p-тип. В результате этого между стоком и истоком получается канал, связывающий их. Его толщина зависит от того, какое именно значение имеет приложенное напряжение. Если изменять его, то можно регулировать и толщину канала, поскольку сопротивление участка, располагающегося между истоком и стоком, также будет изменяться.

Обозначения полевых транзисторов на схеме

Что такое полевой транзистор? — Определение, конструкция и классификация

Определение: FET — это аббревиатура, используемая для «полевого транзистора ». Это трехполюсное униполярное устройство, в котором проводимость регулируется с помощью приложенного электрического поля . Само название дает краткое представление о принципе его работы, «эффект поля», эти два слова ясно указывают на то, что это транзистор, управляемый электрическим полем.

Таким образом, его также называют устройством, управляемым напряжением, в котором только основные носители заряда участвуют в механизме проводимости.Он состоит из трех выводов: истока, затвора и стока. Обозначение схемы, описанное на схеме ниже, ясно иллюстрирует три вывода полевого транзистора.

История полевого транзистора

В 1926 году идею полевого транзистора (FET) представил Lilienfield. После этого, в 1935 году, компания Heil также осветила полевой транзистор. Но к этому времени полевые транзисторы не пользовались большой популярностью.Это было в 1940 году, когда значение полевых транзисторов стало расти. Это связано с тем, что в 1940-е годы исследования полупроводников проводились в лабораториях Bell .

Значение полевого транзистора

Прежде чем обсуждать значение полевого транзистора, я хотел бы поделиться ключевой концепцией, касающейся полевого транзистора. Транзистор в названии часто путают с биполярным транзистором. Но существует огромная разница между полевым транзистором и биполярным транзистором.

Хотя оба являются транзисторами, и оба связаны с проводимостью тока, и оба имеют три вывода, но на этом сходство заканчивается.BJT использует инжекцию и сбор неосновных носителей заряда, и этот процесс инжекции и сбора выполняется во время прямого смещения P-N перехода. Напротив, полевые транзисторы используют электрическое поле для изменения ширины обеднения во время обратного смещения перехода.

Таким образом, в проводимости BJT участвуют как основные, так и неосновные носители, но механизм проводимости в полевых транзисторах обусловлен только основными носителями заряда. Это причина того, что полевые транзисторы называют униполярными устройствами.

Водная аналогия для понимания концепции FET

Чтобы понять, как работает полевой транзистор, давайте воспользуемся аналогией. Аналогии часто упрощают понимание даже сложной концепции. Источник воды можно понимать как источник полевого транзистора, емкость, собирающая воду, аналогична дренажному выводу полевого транзистора. Давайте быстро взглянем на диаграмму ниже, после чего понимание концепции FET будет легкой прогулкой.

Теперь вы можете догадаться, чему аналогичен терминал ворот? Если вы думаете о водопроводном кране, то да, вы правы.Это не что иное, как регулирующий кран, который контролирует поток воды. Теперь, способ, которым управляющий кран регулирует количество воды, поступающей из выхода, точно так же, как напряжение на выводе затвора управляет потоком тока от истока к выводу стока.

Конструкция и работа полевого транзистора

Полупроводник — основа всех полевых транзисторов. В зависимости от того, какой канал мы используем, то есть N-канал или P-канал, будет использоваться образец полупроводника. Если мы проектируем N-канальные полевые транзисторы, то канал будет из полупроводника N-типа.А в середине противоположных фаз образца будет рассеиваться полупроводник P-типа.

Полупроводниковая шина P-типа будет действовать как вывод затвора. Противоположные концы полупроводника P-типа будут соединены вместе, чтобы сформировать общий вывод затвора. Таким образом, по обе стороны от затвора будет два перехода P-N, которые будут называться терминалами истока и стока.

Компоненты полевых транзисторов

  1. Канал: Это область, в которой протекает большинство носителей заряда.Когда большинство носителей заряда вводятся в полевой транзистор, то только по этому каналу они перетекают от истока к стоку.
  2. Источник: Источник — это терминал, через который в полевой транзистор вводятся основные носители заряда.
  3. Дренаж: Дренаж — это приемный терминал, в который входят основные носители заряда и, таким образом, участвуют в процедуре проводимости.
  4. Затвор: Вывод затвора формируется путем диффузии одного типа полупроводника с другим типом полупроводника.Это в основном создает область с высоким содержанием примесей, которая контролирует поток носителя от истока к стоку.

Классификация полевых транзисторов

Классификацию полевых транзисторов можно понять с помощью диаграммы, представленной на изображении ниже. Полевые транзисторы в основном описаны в двух типах: JFET (Junction field effect transistor) и полевой транзистор с изолированным затвором.

Полевой транзистор перехода: Полевой транзистор перехода — это не что иное, как полевой транзистор, в котором проводимость устанавливается путем изменения ширины истощения при обратном смещении перехода.По конструкции он бывает двух типов: N-канал и P-канал.

Полевой транзистор с изолированным затвором: Полевой транзистор с изолированным затвором — это тот, в котором затвор изолирован от образца полупроводника изоляционным материалом. Это два типа MESFET (полевой транзистор с металлическим полупроводником), и MISFET (полевой транзистор с металлическим диэлектриком и полупроводником).

И MESFET, и MISFET используют переход металл-полупроводник, а не обычный P-N переход.Но особенность, которая отличает оба, — это использование изоляционного материала в случае MISFET, в то время как в MESFET изоляционного материала нет.

MOSFET — это подтип MISFET, в котором оксидный слой играет решающую роль в обеспечении изоляции между затвором и другими выводами. МОП-транзисторы работают в двух режимах: Depletion mode и Enhancement Mode . В режиме истощения существует физический канал, в то время как в режиме улучшения его нет.

Полевой МОП-транзистор с истощением и расширением может быть снова разработан двумя способами, используя N-канал или P-канал.Это было краткое описание полевых транзисторов.

Полевой транзистор

Полевые транзисторы

Функция полевых транзисторов аналогична биполярным транзисторам (особенно того типа, который мы обсудим здесь), но есть несколько отличий. У них есть 3 клеммы, как показано ниже. Два основных типа полевых транзисторов — это полевые МОП-транзисторы с каналом «N» и «P». Здесь мы будем обсуждать только канал N. Фактически, в этом разделе мы будем обсуждать только наиболее часто используемый N-канальный MOSFET в режиме улучшения (полевой транзистор с металлическим оксидом и полупроводником).Его схематический символ находится ниже. Стрелки показывают, как НОЖКИ реального транзистора соответствуют условному обозначению.

Current Control:
Терминал управления называется воротами. Помните, что через базовый вывод биполярного транзистора проходит небольшой ток. Затвор на полевом транзисторе практически не пропускает ток при управлении постоянным током.При управлении затвором с помощью высокочастотных импульсных сигналов постоянного или переменного тока может протекать небольшой ток. «Включение» транзистора (a.k.a. пороговое) напряжение варьируется от одного полевого транзистора к другому, но составляет примерно 3,3 вольта по отношению к источнику.

Когда полевые транзисторы используются в секции аудиовыхода усилителя, Vgs (напряжение от затвора до источника) редко превышает 3,5 В. Когда полевые транзисторы используются в импульсных источниках питания, Vgs обычно намного выше (от 10 до 15 вольт). Когда напряжение затвора превышает примерно 5 вольт, он становится более эффективным (что означает меньшее падение напряжения на полевом транзисторе и, следовательно, меньшее рассеивание мощности).

Обычно используются полевые МОП-транзисторы, потому что их легче использовать в сильноточных приложениях (например, в импульсных источниках питания в автомобильных аудиоусилителях). Если используется биполярный транзистор, часть тока коллектор / эмиттер должна протекать через переход базы. В ситуациях с высоким током, когда имеется значительный ток коллектора / эмиттера, ток базы может быть значительным. Полевые транзисторы могут работать при очень небольшом токе (по сравнению с биполярными транзисторами). Единственный ток, который течет из схемы возбуждения, — это ток, протекающий из-за емкости.Как вы уже знаете, когда на конденсатор подается постоянный ток, возникает первоначальный скачок, после чего ток прекращается. Когда затвор полевого транзистора приводится в действие высокочастотным сигналом, схема управления по существу видит только конденсатор небольшой емкости. Для низких и промежуточных частот схема возбуждения должна обеспечивать небольшой ток. На очень высоких частотах или когда задействовано много полевых транзисторов, схема возбуждения должна обеспечивать больший ток.

Примечание:
Затвор полевого МОП-транзистора имеет некоторую емкость, что означает, что он будет удерживать заряд (сохранять напряжение).Если напряжение затвора не разряжено, полевой транзистор будет продолжать проводить ток. Это не означает, что вы можете заряжать его и ожидать, что полевой транзистор будет продолжать проводить бесконечно долго, но он будет продолжать проводить до тех пор, пока напряжение на затворе не станет ниже порогового напряжения. Вы можете убедиться, что он отключился, если вы подключите понижающий резистор между затвором и истоком.

Сильноточные клеммы:
«Управляемые» клеммы называются истоком и стоком. Это клеммы, отвечающие за пропускание тока через транзистор.

Пакеты транзисторов:
В полевых МОП-транзисторах используются те же «корпуса», что и в биполярных транзисторах. Самым распространенным в автомобильном стереоусилителе в настоящее время является корпус TO-220 (показан выше).


Транзистор в цепи:
На этой диаграмме показаны напряжения на резисторе и полевом транзисторе с 3 различными напряжениями затвора. Вы должны увидеть, что на резисторе нет напряжения, когда напряжение затвора составляет около 2,5 вольт. Это означает, что ток не течет, потому что транзистор не открыт.Когда транзистор частично включен, на обоих компонентах возникает падение напряжения (напряжения). Когда транзистор полностью открыт (напряжение затвора около 4,5 В), полное напряжение питания подается на резистор, и на транзисторе практически нет падения напряжения. Это означает, что оба вывода (исток и сток) транзистора имеют по существу одинаковое напряжение. Когда транзистор полностью включен, нижний вывод резистора эффективно заземлен.

Напряжение на затворе Напряжение на резисторе Напряжение на транзисторе
2.5 вольт без напряжения примерно 12 вольт
3,5 В менее 12 вольт менее 12 вольт
4,5 В примерно 12 вольт практически нет напряжения

В следующей демонстрации вы можете увидеть, что к лампе подключен полевой транзистор. Когда напряжение ниже примерно 3 вольт, лампа полностью выключена. Нет тока, протекающего через лампу или полевой транзистор.Когда вы нажимаете кнопку, вы можете видеть, что конденсатор начинает заряжаться (на это указывает восходящая желтая линия и точка пересечения кривой зарядки конденсатора с белой линией, идущей слева направо. Когда полевой транзистор начинает включаться, напряжение на стоке начинает падать (обозначено спадающей зеленой линией и точкой, где зеленая кривая пересекается с белой линией). Когда напряжение затвора приближается к пороговому напряжению (~ 3,5 В), напряжение на лампе начинает снижаться. увеличение.Чем больше он увеличивается, тем ярче становится лампа. После того, как напряжение на затворе достигнет примерно 4 вольт, вы увидите, что лампочка полностью горит (на ее выводах есть полные 12 вольт). Напряжение на полевом транзисторе практически отсутствует. Вы должны заметить, что полевой транзистор полностью выключен при напряжении ниже 3 вольт и полностью включен после четырех вольт. Любое напряжение затвора ниже 3 вольт практически не влияет на полевой транзистор. Выше 4 вольт мало влияет.


Расчетные параметры

Напряжение затвора:
Как вы уже знаете, полевой транзистор управляется напряжением затвора.Для этого типа полевого МОП-транзистора максимальное безопасное напряжение затвора составляет ± 20 вольт. Если на затвор (относительно источника) будет подано более 20 вольт, это приведет к разрушению транзистора. Транзистор будет поврежден, потому что напряжение будет проходить через изолятор, который отделяет затвор от части стока / истока полевого транзистора.

Ток:
Как и биполярные транзисторы, каждый полевой транзистор предназначен для безопасной передачи определенного количества тока. Если температура полевого транзистора выше 25 ° C (приблизительно 77 градусов Фаренгейта), «безопасные» токонесущие способности транзистора будут уменьшены.Безопасная рабочая зона (S.O.A) продолжает уменьшаться при повышении температуры. Когда температура приближается к максимальной безопасной рабочей температуре, номинальный ток транзистора приближается к нулю.

Напряжение: полевые транзисторы
будут повреждены, если будет превышено указанное максимальное напряжение сток-исток. Информационный листок можно получить у производителя. Лист данных предоставит вам всю информацию, необходимую для его использования.

Рассеивание мощности: полевые транзисторы
похожи на биполярные транзисторы по корпусам и рассеиваемой мощности, и вы можете перейти по этой ссылке обратно на страницу биполярных транзисторов для получения дополнительной информации.Нажмите кнопку «назад», чтобы вернуться.

Полевые транзисторы

металл-оксид-полупроводник

Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник

Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET) имеет три вывода: источник, ворота и сток. В n-MOSFET (или p-MOSFET) исток S и сток D — это N-тип (или P-тип), а подложка между ними — P-тип (или N-тип). Затвор и подложка P-типа изолированы тонким слоем диоксида кремния. ().Благодаря этой изоляции нет тока затвора ни к источнику, ни к слив.

Обычно полярности напряжений, подаваемых на МОП-транзистор такие, что

и (152)
N-MOSFET можно рассматривать как токовый канал, управляемый напряжением. Когда между затвором и истоком приложено достаточное напряжение, положительный потенциал на затворе вызовет достаточно электронов из Подложка P-типа (неосновные носители) для формирования электронного канала называется инверсионным слоем между истоком и стоком, а ток между истоком и стоком образуется.

МОП-транзистор может использоваться как в аналоговых схемах, так и в качестве переключателя. в двоичной логической схеме:

(153)

Более того, ток стока и напряжение затвора могут быть смоделирован

(154)

На ток также влияет напряжение. Это может поэтому рассматривается как функция обоих и график ниже (похож на биполярный транзистор ):

Эту функцию можно разделить на три области:

  • Область отсечения:
    (155)
    где — пороговое напряжение,, т.е., нет тока протекает через S и D (из-за двух стыковых PN-переходов).
  • Область триода:
    и (156)
    Напряжения и на концах S и D инверсионный слой превышает, некоторые электроны в P-типе субстрат (неосновные носители) притягиваются к воротам, чтобы сформировать инверсионный слой рядом с затвором, чтобы сформировать N-тип канал с определенным сопротивлением между S и D. линейно возрастает с увеличением с коэффициентом (Закон Ома), и нелинейно как увеличивается (притягивает больше электронов к затвору, чтобы увеличить проводимость n-канала).Обратите внимание, что как , то инверсионный слой на конце D уже, чем на конце S.
  • Область насыщенности:
    но (157)
    Напряжение на конце S превышает, но на D конец ниже чем. С одной стороны, повышенное напряжение с другой стороны, имеет тенденцию к увеличению, делает инверсионный слой на конце D максимально узким что он почти закрыт ( отщипывание ). В результате выше напряжение не вызывает больше тока (насыщение), и на него влияет только.

На графике vs триодная область и насыщенность области разделены кривой .

Пример: Допустим.

Пример: Предположить и оба полевых МОП-транзистора в Следующая схема находится в области насыщения. Найдите выходное напряжение.

Поскольку оба полевых МОП-транзистора находятся в области насыщения с одинаковым значением определяется только, но не зависит от быть таким же. Верхний полевой МОП-транзистор должен иметь то же самое, что и нижний. , я.е., выходное напряжение должно быть.

Сравнение между BJT и FET

BJT и FET можно сравнить со старой технологией вакуумная труба. Хотя конкретная физика каждого из этих устройств совершенно разная. от других, принципы работы этих устройств по сути тем же. На все три устройства подается небольшое входное напряжение переменного тока (сигнал). к входному разъему устройства (база, ворота или решетка) для управления ток, протекающий через устройство (от коллектора, стока или пластины к эмиттер, источник или катод соответственно), вызывая сильно усиленное напряжение появиться на выходной клемме (коллектор, сток или пластина) устройства.

Органический полевой транзистор: физика устройства, материалы и процесс

1. Введение

Органические полевые транзисторы (OFET) привлекли большое внимание в пластиковой электронике из-за их хорошей технологичности, низкой температуры осаждения, низкой стоимости, и совместимость с технологией печати на больших площадях. Хотя обычные полупроводники на основе аморфного кремния достигли большого прогресса с подвижностью носителей заряда около 1.0 см 2 V -1 с -1 , для осаждения тонких пленок обычных полупроводников обычно требуется высокотемпературный процесс и беспыльные условия, что значительно увеличивает стоимость изготовления. Что наиболее важно, материалы на основе кремния редко обрабатываются на гибких подложках из-за их плохих характеристик растяжения. Тем не менее, по сравнению с обычными полупроводниками на основе кремния, полупроводники на органической основе обладают низкой стоимостью, хорошей технологичностью и могут быть изготовлены на гибких подложках.Следовательно, использование органических полупроводниковых материалов стало важной темой при разработке недорогих, больших по площади, гибких и легких устройств.

Полупроводники на органической основе находят различное применение в качестве ключевых компонентов многочисленных электронных и оптоэлектронных устройств, включая полевые транзисторы (FET), фотоэлектрические элементы (PV) и светоизлучающие диоды (LED). Специально для полевого транзистора было приложено много усилий для разработки новых органических материалов для улучшения характеристик устройства с высокой подвижностью носителей заряда и хорошей стабильностью на воздухе.В любом случае, OFET рассматриваются как ключевой компонент органических интегральных схем для применения в гибких смарт-картах, недорогих метках радиочастотной идентификации (RFID), сенсорных устройствах, дисплеях с органической активной матрицей и т. Д. [1–6]. Однако для практического применения он еще далек от удовлетворительного. В последнее время основное внимание уделяется повышению производительности и стабильности устройств, снижению стоимости изготовления, исследованию новых приложений и разработке простых методов изготовления.Преодоление этих проблем зависит от разработки новых органических полупроводников и оптимизации устройств.

В этой главе органические полевые транзисторы будут обсуждаться с трех аспектов: физика устройства, материалы устройства и обработка устройства. В первом разделе будет рассказано о переносе заряда и связанных с ним механизмах в органических полупроводниковых материалах и методах, используемых для характеристики подвижности носителей заряда, таких как время пролета, полевой транзистор и метод ограничения тока пространственным зарядом (SCLC).Во втором разделе мы обсуждаем органический полевой транзистор с точки зрения базового принципа, структуры устройства и основных параметров, таких как подвижность носителей заряда, коэффициент включения / выключения тока, пороговое напряжение, подпороговое напряжение и соответствующие факторы влияния в OFET. В третьем разделе будет рассказано о выборе органических материалов, в том числе наиболее часто используемых ароматических полупроводников p-типа и полупроводников n-типа. В четвертом разделе будут обсуждаться методы изготовления органических полевых транзисторов, включая осаждение из паровой фазы, осаждение из раствора и некоторые методы выравнивания тонких пленок.

2. Физика устройства

2.1. Транспорт заряда и связанные с ним механизмы

Изучение переноса электронов и дырок в органических материалах имеет долгую историю, уходящую корнями в 60 лет назад. Многие группы приложили усилия по этой теме. В середине 1970-х группа Шер заложила теоретическое описание прыжкового переноса в неупорядоченных материалах с помощью модели случайных блужданий в непрерывном времени [7]. До сих пор точная природа переноса заряда в органических полупроводниках остается предметом дискуссий.Однако общее представление можно получить, используя в качестве эталонов неупорядоченные полупроводники и высокоупорядоченные органические монокристаллы. В органических полупроводниках механизм переноса носителей заряда зависит от степени упорядоченности и находится между зонным и прыжковым переносом, которые являются двумя крайними случаями переноса. Обычно полосный перенос можно наблюдать в высокоочищенных молекулярных кристаллах при низких температурах. Однако ширина полосы в органических полупроводниках меньше, чем в неорганических полупроводниках (обычно несколько kT только при комнатной температуре) из-за слабой электронной делокализации [8].Следовательно, величина подвижности в молекулярных монокристаллах при комнатной температуре достигает только в пределах от 1 до 10 см 2 V -1 с -1 . В другом крайнем случае аморфного органического твердого вещества преобладает прыжковый транспорт, что приводит к гораздо более низким значениям подвижности (в лучшем случае около 10 −3 см 2 V −1 s −1 ).

Когда локализация происходит в сопряженных органических материалах, поляроны, возникающие в результате деформации сопряженной цепи под действием заряда, могут образовываться (или заряд самозахватывается в результате деформации) [9].Этот механизм самозахвата часто описывают как создание локализованных состояний в щели между валентной зоной и зоной проводимости.

Чтобы лучше понять перенос заряда в органических материалах, Холстейн разработал одномерную одноэлектронную модель, модель малых поляронов [9]. В этой модели предполагается, что электрон-электронными взаимодействиями пренебрегают, а энергия решетки, энергия дисперсии электронов и энергия полосатости поляронов являются тремя членами, которые составляют полную энергию системы [9].

Подвижность носителей заряда зависит от температуры и поля. Для зависящей от температуры подвижности, когда подвижность экстраполирована на предел нулевого поля, результаты аппроксимации Монте-Карло (MC) приводят к следующему выражению:

μ (T) = μ0exp [- (T0T) 2] E1

, где μ 0 — подвижность при комнатной температуре, а T 0 — комнатная температура. Поскольку температура помогает преодолевать барьеры, создаваемые энергетическим беспорядком в системе, температура, о которой здесь говорится, зависит только от амплитуды ширины диагонального беспорядка.Это выражение отклоняется от закона типа Аррениуса, и это выражение в целом хорошо согласуется с экспериментальными данными в результате ограниченного диапазона доступных температур.

Воздействие внешнего электрического поля должно снизить энергетический барьер для переноса зоны электронной проводимости, поскольку часть этой энергии может быть обеспечена движущей силой электрического поля. Только при наличии энергетического беспорядка результаты Монте-Карло обычно дают поведение Пула-Френкеля, когда электрические поля превышают 10 4 –10 5 В / см:

, где μ 0 — низкий подвижность поля, β — коэффициент Пула-Френкеля, а E — приложенное электрическое поле [10].Зависимость от поля становится более выраженной по мере роста энергетического беспорядка. Увеличение амплитуды электрического поля также сопровождается увеличением постоянной диффузии.

2.2. Характеристика подвижности носителей заряда

Подвижность носителей заряда может быть определена различными методами [11, 12]. Подвижность, измеряемая методами с измерением в макроскопических масштабах (~ 1 мм), часто зависит от порядка и чистоты материала. Вместо этого, когда измерение подвижности осуществляется в микроскопических масштабах, результат измерения меньше зависит от этих характеристик.В этом разделе будет кратко описан основной принцип наиболее часто используемых методов измерения подвижности, времяпролетного (TOF), полевого транзистора (FET) и тока, ограниченного пространственным зарядом (SCLC).

2.2.1. Время пролета (TOF)

Для измерения TOF органический активный слой толщиной в несколько микрон помещается между двумя металлическими электродами (рис. 1). Как показано на рисунке 1, сначала материал облучают для генерации зарядов лазерным импульсом рядом с одним электродом. Затем фотогенерированные дырки или электроны мигрируют через материал к другому электроду в зависимости от полярности приложенного смещения и соответствующего электрического поля (в диапазоне 10 4 –10 6 В / см).После этого ток на этом электроде регистрируется как функция времени. Наконец, для упорядоченных материалов будет получен резкий сигнал, в то время как для неупорядоченных систем произойдет расширение сигнала из-за распределения переходных времен по материалу. Подвижность дырок или электронов оценивается с помощью следующего уравнения:

Рисунок 1.

Схема метода TOF.

, где d — расстояние между электродами, F — электрическое поле, t — усредненное время переходного процесса и В — приложенное напряжение.Измерения TOF четко показывают влияние структурных дефектов, имеющихся в материале, на подвижность носителей заряда. Подвижности носителей заряда в органических материалах были впервые измерены методом TOF Кеплером [13] и Лебланом [14].

2.2.2. Конфигурация полевого транзистора (FET)

Электрические характеристики, измеренные в конфигурации полевого транзистора (FET), также могут быть использованы для определения подвижностей носителей заряда (рисунок 2). Как ранее говорил Хоровиц [15], полученные выражения «ток-напряжение» для неорганических транзисторов как в линейном, так и в насыщенном режиме также применимы к органическим полевым транзисторам (OFET).Эти выражения в линейном режиме:

Рисунок 2.

Структура тонкопленочного транзистора.

IDS = WLCiµ (VG − VT) VD, VD и в режиме насыщения:

IDS = W2LCiµ (VG − VT) 2, VD> VG − VT.E5

Здесь I DS и В DS — ток и напряжение смещения между истоком и стоком, соответственно, В G обозначает напряжение затвора, В T — порог напряжение, C i — это емкость диэлектрика затвора, а W, и L — ширина и длина проводящего канала, соответственно.В полевых транзисторах заряды перемещаются на границе раздела между органическим полупроводником и диэлектриком в пределах канала шириной несколько нанометров [16,17]. Есть несколько факторов, которые влияют на перенос заряда, такие как структурные дефекты на границе раздела внутри органического слоя, морфология и полярность диэлектрической поверхности, а также ловушки, существующие на границе раздела (это зависит от химической структуры диэлектрической поверхности затвора). Контактные сопротивления на интерфейсах металл / органическое соединение истока и стока также играют очень важную роль, и когда длина канала уменьшается, а транзистор работает при малых полях, это становится более важным.Во всяком случае, его влияние можно учесть с помощью четырехзондового измерения [18].

Подвижности носителей заряда, извлеченные из вольт-амперных кривых полевого транзистора в насыщенном режиме, обычно выше, чем в линейном режиме, из-за различного распределения электрического поля. Было обнаружено, что подвижность зависит от напряжения затвора [19] и часто связана с наличием ловушек, которые обычно вызваны структурными дефектами и / или примесями и / или плотностью носителей заряда (которая модулируется напряжением В G ) [20].

Диэлектрическая проницаемость изолятора затвора — еще один важный параметр. Например, измерения на монокристаллах рубрена [21] и цепочках политриариламина [22] показывают, что подвижность носителей заряда уменьшается с увеличением диэлектрической проницаемости из-за поляризационных эффектов на границе раздела. На поверхности диэлектрика поляризация, индуцированная носителями заряда в проводящем канале органических полупроводников, взаимодействует с движением носителей, которые могут быть отлиты в виде полярона Фролиха [23, 24].

2.2.3. Ток, ограниченный пространственным зарядом (SCLC)

Подвижности также можно извлечь из электрических характеристик, измеренных в диодной конфигурации с органическим слоем, зажатым между двумя металлическими электродами (Рисунок 3). В этом случае мы предполагаем, что транспортировка носителя ограничена массой, а не контактом. Электрод выбирается таким образом, что при низком напряжении инжектируются только электроны или дырки. В отсутствие ловушек и при низких электрических полях поведение плотности тока J , квадратично масштабируемое с приложенным смещением V , является характеристикой тока, ограниченного пространственным зарядом (SCLC), и соответствует току, полученному, когда число количество введенных зарядов достигает максимума, поскольку их электростатический потенциал предотвращает инжекцию дополнительных зарядов [25].В этом случае плотность заряда максимально приближается к инжекционному электроду, а не однородна по материалу [26]. В этом режиме, когда вклады диффузии не учитываются, мы можем описать характеристики J V как:

Рисунок 3.

Структура устройства на основе SCLC.

, где ε r — диэлектрическая проницаемость активного слоя, а d — толщина устройства. (Обратите внимание, что при высоких электрических полях необходимо учитывать полевую зависимость подвижности.) При наличии ловушек кривые J V становятся более сложными. Во-первых, на кривых J V демонстрируется линейный режим с транспортом, ограниченным впрыском. Затем происходит резкое увеличение промежуточного диапазона приложенных смещений. Наконец, достигается зависимость V 2 режима SCLC без ловушек. Протяженность промежуточной области определяется пространственным и энергетическим распределением состояний ловушки, которое обычно моделируется гауссовым [27] или экспоненциальным распределением [28].

3. Органические полевые транзисторы

3.1. Основные принципы полевых транзисторов

В 1962 году Веймер впервые представил концепцию тонкопленочных транзисторов (TFT) [29]. Эта структура хорошо адаптирована к материалам с низкой проводимостью и в настоящее время используется в транзисторах из аморфного кремния. Как показано на рисунке 2, омические контакты формируются непосредственно между электродами истока и стока с проводящим каналом. По сравнению со структурой полевого транзистора металл-изоляция-полупроводник (MISFET), в структуре TFT есть два важных различия.Во-первых, отсутствует обедненная область, изолирующая устройство от подложки. Во-вторых, вместо режима инверсии TFT работает в режиме накопления, хотя это устройство с изолированным затвором. В результате следует быть особенно осторожным при передаче уравнений тока стока с MISFET на TFT. Фактически, отсутствие обедненной области приводит к упрощению уравнения следующим образом [30]:

Id = WLCiµ (VG − VT − VD2) VDE7

Здесь пороговое напряжение — это напряжение затвора, а проводимость канала (при низких напряжениях стока) равна таковой всего полупроводникового слоя.

3.2. Важные параметры в OFET

3.2.1. Мобильность

Характеристики полевого транзистора J V в различных режимах работы могут быть аналитически выражены с помощью предположения постепенного приближения канала, что означает, что электрическое поле, параллельное току, генерируемому напряжением стока, намного меньше по сравнению с полем перпендикулярно току, создаваемому напряжением на затворе [30, 31].

В линейном режиме ток стока прямо пропорционален В G , а подвижность полевого эффекта в линейном режиме ( μ lin ) может быть извлечена из градиента I D против V G при постоянном V D .

ID = WLCiµ (VG − VT − VD2) VD, VD В режиме насыщения канал обрезается при В D = В G В Т . Ток больше не может увеличиваться и насыщается. Корень квадратный из тока насыщения прямо пропорционален напряжению на затворе.

IDsat = W2LCiµ (VG-VT) 2, VD> VG-VTE9IDsat = W2LCiµ (VG-VT) E10

Ур. (10) предсказывает, что построение квадратного корня из тока насыщения в зависимости от напряжения затвора приведет к получению прямой линии.Подвижность получается из наклона линии, а пороговое напряжение соответствует экстраполяции линии при нулевом токе. Однако в режиме насыщения плотность заряда сильно меняется вдоль проводящего канала, от максимума около электрода истока до практически нуля на электроде стока. Следовательно, подвижность в органических полупроводниках во многом зависит от различных параметров, в том числе от плотности носителей заряда. Между тем, в режиме насыщения подвижность не является постоянной по длине канала, и извлеченное значение представляет только среднее значение.Поэтому часто бывает рациональнее извлекать подвижность в линейном режиме, в котором плотность заряда более однородна. Обычно это делается через крутизну g m , которая следует из первой производной уравнения. (3) относительно напряжения затвора [30].

gm = ∂ID∂VG = WLCiµVDE11

Это уравнение предполагает, что подвижность не зависит от напряжения затвора. Однако подвижность фактически зависит от напряжения затвора. В этом случае дополнительный член ∂ μ / ∂ V G должен быть включен в уравнение.(5), так что этот метод применим только тогда, когда подвижность медленно изменяется с напряжением затвора [30]. Более того, этот метод очень чувствителен к ограничению инжекции заряда и его извлечению на электродах истока и стока.

3.2.2. Коэффициент включения / выключения тока

Коэффициент включения / выключения тока является еще одним важным параметром полевого транзистора, который может быть извлечен из передаточных характеристик. Это отношение тока стока во включенном состоянии (при определенном напряжении затвора) и тока стока в выключенном состоянии ( I на / I выкл ).Для наилучшего поведения транзистора это значение должно быть как можно большим. Если пренебречь эффектами контактного сопротивления на электродах исток-сток, ток включения в основном зависит от подвижности полупроводника и емкости диэлектрика затвора. Отключение тока в основном определяется током утечки затвора. Его можно увеличить для электродов затвора без рисунка и полупроводниковых слоев из-за наличия путей проводимости на границе раздела подложки и объемной проводимости полупроводника.Более того, непреднамеренное легирование может также увеличить отключенный ток [31].

3.2.3. Пороговое напряжение

Пороговое напряжение возникает из-за нескольких эффектов и сильно зависит от используемых органических полупроводников и диэлектриков. Вообще говоря, пороговое напряжение может быть вызвано интерфейсными состояниями, зарядовыми ловушками, встроенными диполями, примесями и т. Д. [31, 32]. И его можно уменьшить, увеличив емкость затвора, которая индуцирует больше зарядов при более низких приложенных напряжениях.Во многих случаях пороговое напряжение не всегда является постоянным для данного устройства. V th имеет тенденцию к увеличению, когда органические транзисторы работают в расширенном временном масштабе. Это называется поведением напряжения смещения, и оно существенно влияет на применимость органических транзисторов в электрических цепях и реальных приложениях. И поэтому в настоящее время интенсивно исследуется [33, 34]. Гистерезис тока может быть вызван смещением порогового напряжения во временной шкале измерений вольтамперного сигнала.В органических запоминающих устройствах можно использовать большие стабильные пороговые сдвиги, например, вызванные поляризацией сегнетоэлектрического диэлектрика затвора.

4. Органические полупроводниковые материалы

Подвижность органических полупроводников достигла значительного прогресса в OFET по сравнению с первоначально сообщенными 10 −5 см 2 V −1 с −1 для политиофена в 1986 году [35] до 10 см 2 V -1 с -1 для существующих полимеров на основе дикетопирролопиррола (ДПП) [36].Высокая подвижность органических полупроводников по сравнению с обычным аморфным кремнием указывает на большой потенциал применения органических электронных устройств. Замечательный прогресс органических полупроводников открывает путь для органической электронной промышленности. Как правило, для высокоэффективных органических полупроводников важную роль играют некоторые критические факторы, такие как молекулярная структура, упаковка молекул, электронная структура, выравнивание энергии и чистота. Среди них настройка молекулярной упаковки особенно важна для высокоэффективных полупроводников, поскольку перенос носителей заряда осуществляется вдоль молекулярных π-орбиталей.Следовательно, степень перекрытия соседних молекулярных орбиталей существенно определяет подвижность носителей заряда. Молекулярная упаковка с сильными межмолекулярными взаимодействиями благоприятствует эффективному переносу заряда и высокой полевой подвижности. Электронная структура и уровни энергии имеют решающее значение для материалов и стабильности устройства. Чтобы получить высокоэффективные и стабильные органические полупроводники, необходима структурная модификация с помощью доноров и акцепторов электронов. За исключением упомянутых выше аспектов, морфология пленки, такая как границы зерен, также может влиять на перенос носителей заряда.Границы зерен и неупорядоченные домены могут препятствовать эффективному межмолекулярному скачку заряда между ними. Следовательно, увеличение размера кристаллического зерна и однородности пленки может эффективно улучшить перенос заряда и подвижность. В этом разделе мы представляем некоторые особенности соединений с подвижностью аморфного кремния / над аморфным кремнием и / или с высокой стабильностью.

4.1. Полупроводники p-типа

За последние два десятилетия полупроводниковые материалы p-типа достигли большого прогресса благодаря своей простой конструкции и синтетическому подходу.Органические полупроводники P-типа в основном содержат ацен, гетероацен, тиофены, а также их коррелированные олигомеры и полимеры, а также двумерные (2D) дискообразные молекулы. Подробная информация об этих соединениях содержится в нескольких исчерпывающих обзорах [32, 36]. Среди них полициклические ароматические углеводороды являются наиболее представительными в классе соединений благодаря своим уникальным свойствам. Некоторые типичные полупроводники p-типа показаны на диаграмме 1.

Диаграмма 1.

Химическая структура некоторых полупроводниковых материалов p-типа.

Пентацен ( 1 ), как эталон органических полупроводников, впервые был представлен в 1970-х годах, но многочисленные применения OFET были реализованы только недавно [37, 38]. Благодаря сильным межмолекулярным взаимодействиям и мотиву упаковки «елочкой» пентацен демонстрирует эффективный перенос заряда. Следовательно, поликристаллическая тонкая пленка пентацена ( 1 ) и тетрацена ( 2 ) показала удивительно высокую подвижность, приближающуюся к 0,1 см 2 V -1 с -1 [37] и 3.0 см 2 V −1 s −1 [39] соответственно. Замещенное производное тетрацена рубрен ( 3 ) показало самую высокую подвижность носителей заряда с 20 см 2 V -1 с -1 для монокристаллического устройства в конфигурации полевого транзистора [40]. Это означает, что сопряженный ацен является хорошим строительным блоком для полупроводников p-типа. Позже сообщалось о фталоцианинах ( 4 ) и более протяженных ядрах гекса- пери -бензокороненов (HBC) ( 5 ), содержащих двумерное (2D) ароматическое ядро, и они показали типично дискотичные столбчатые жидкокристаллические фазы.В результате HBC показал повышенную подвижность вдоль колонки за счет твердотельной организации. Более того, OFET на основе HBC методом зонной разливки продемонстрировали высокую подвижность до 0,01 см 2 V -1 s -1 [41]. Химия на основе ацена проложила путь к созданию эффективных полупроводниковых материалов p-типа.

Серосодержащие гетероацены и их производные составляют еще одну большую группу ароматических углеводородов p-типа, как показано на диаграмме 1.Тиеноацены и их производные также были синтезированы и исследованы как полупроводники для материалов p-типа. Асимметричный олигоацен, такой как тетраценотиофен ( 6 ), также был синтезирован и показал аналогичную подвижность (0,3 см 2 V -1 с -1 ) по сравнению с их центросимметричными аналогами, обработанными в тех же условиях. [42]. Тетратиеноацен ( 7 ) с арильными группами имел более высокую подвижность до 0,14 см 2 V -1 с -1 при осаждении из паровой фазы [43].Считалось, что взаимодействие серы и серы в мотиве упаковки усиливает перенос носителей заряда. Введение серы и других гетероатомов вызвало различное выравнивание энергии и кристаллическую упаковку, что способствует развитию материалов p-типа.

Среди полимеров p-типа поли (3-гексилтиофен) (P3HT) ( 8 ) был тщательно изучен и показал высокую подвижность благодаря своим хорошим кристаллическим свойствам и хорошо упорядоченной ламельной структуре, которая способствует эффективному переносу заряда [ 44].И он широко используется в качестве донора электронов в органических солнечных элементах. Полимеры на основе DPP, такие как PDDPT-TT ( 9 ), были показаны как высокоэффективные полупроводниковые материалы с подвижностью дырок более 10 см 2 V −1 s −1 . Кроме того, устройство продемонстрировало отличный срок хранения и стабильность работы в условиях окружающей среды. Наконец, были продемонстрированы инверторы с исключительно высоким коэффициентом усиления и функциональные кольцевые генераторы на гибких подложках [45, 46].

4.2. Полупроводники N-типа

Хотя полупроводниковые материалы p-типа достигли значительного прогресса, разработка органических полупроводников n-типа все еще отстает от органических полупроводников p-типа из-за низкой производительности устройства, нестабильности окружающей среды и сложного синтеза. В связи с их важной ролью в органических электрических

полевых транзисторах smd обзоры — интернет-магазины и отзывы на полевые smd транзисторы на AliExpress

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для полевого транзистора smd.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот smd-транзистор с верхним полем должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили свой полевой smd-транзистор на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в полевом SMD-транзисторе и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести полевой транзистор smd по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Исследователи создали первый двумерный полевой транзистор из единого материала

Металлический (справа) и полупроводниковый (слева) кристаллы MoTe2 получаются бок о бок в одной плоскости. Прямоугольные кристаллы представляют собой металлический MoTe2, в то время как гексагональные кристаллы являются характерной чертой полупроводникового MoTe2.Кредит: Nature Nanotechnology

Современная жизнь была бы немыслима без транзисторов. Они являются вездесущими строительными блоками всех электронных устройств, и каждый компьютерный чип содержит миллиарды их. Однако по мере того, как микросхемы становятся все более маленькими, современные трехмерные полевые электронные транзисторы (FET) достигают предела своей эффективности. Группа исследователей из Института фундаментальных наук (IBS) разработала первую двумерную электронную схему (FET), изготовленную из единого материала.Опубликованное в издании Nature Nanotechnology , это исследование демонстрирует новый метод изготовления металлических и полупроводниковых полиморфов из одного и того же материала с целью изготовления двумерных полевых транзисторов.

Проще говоря, полевые транзисторы можно рассматривать как высокоскоростные переключатели, состоящие из двух металлических электродов и полупроводникового канала между ними. Электроны (или отверстия) перемещаются от электрода истока к электроду стока, протекая через канал.Несмотря на то, что трехмерные полевые транзисторы были успешно уменьшены до наноразмеров, их физические ограничения начинают проявляться. Короткие длины полупроводниковых каналов приводят к снижению производительности — некоторые электроны могут течь между электродами, даже если они этого не должны, вызывая тепло и снижение эффективности. Чтобы преодолеть это снижение производительности, каналы транзисторов должны быть выполнены из тонких материалов нанометрового размера. Однако даже тонкие трехмерные материалы недостаточно хороши, поскольку неспаренные электроны, являющиеся частью так называемых «оборванных связей» на поверхности, мешают протекающим электронам, что приводит к рассеянию.

Использование двумерных полевых транзисторов вместо трехмерных полевых транзисторов может решить эти проблемы и предложить новые привлекательные свойства. «Полевые транзисторы, сделанные из двумерных полупроводников, свободны от эффектов короткого канала, потому что все электроны заключены в естественно атомно тонких каналах, свободных от оборванных связей на поверхности», — объясняет Джи Хо Сон, первый автор исследования. Более того, однослойные и многослойные двухмерные материалы имеют широкий диапазон электрических и настраиваемых оптических свойств, толщину в атомном масштабе, механическую гибкость и большую ширину запрещенной зоны (1 ~ 2 эВ).

Стандартный трехмерный полевой транзистор имеет два электрода (исток и сток, S и D) из легированного кремния и полупроводниковый канал между ними. Когда транзистор включен, электроны движутся от истока к стоку, проходя через канал. Двухмерный полевой транзистор, представленный в этом исследовании, использует MoTe2 как для металла (красный), так и для полупроводника (желтый), уменьшая эффекты отключения по току и оборванные связи, которые становятся проблемой для трехмерных транзисторов меньшего размера. Кредит: IBS

Основной проблемой для двумерных полевых транзисторов является наличие большого контактного сопротивления на границе раздела между двумерным полупроводником и любым массивным металлом.Чтобы решить эту проблему, команда разработала новую технику производства двумерных металлических транзисторов с полупроводниками из теллурида молибдена (MoTe 2 ). Это полиморфный материал, а это означает, что его можно использовать как в качестве металла, так и в качестве полупроводника. Контактное сопротивление на границе раздела между полупроводником и металлическим MoTe 2 оказалось очень низким. Высота барьера уменьшена в 7 раз — со 150 мэВ до 22 мэВ.

Ученые IBS использовали метод химического осаждения из паровой фазы (CVD) для создания высококачественных металлических или полупроводниковых кристаллов MoTe 2 .Полиморфизм регулируется температурой внутри кварцевой печи с горячими стенками, заполненной парами NaCl: 710 ° C для получения металла и 670 ° C для полупроводника.

Ученые также изготовили крупномасштабные структуры с использованием полос диселенида вольфрама (WSe 2 ), чередующихся с дителлуридом вольфрама (WTe 2 ). Сначала они создали тонкий слой полупроводника WSe 2 с помощью химического осаждения из паровой фазы, затем соскоблили несколько полос и вырастили на его месте металлический WTe2.

Пошаговый метод, который начинается с пленки из полупроводника WSe2 с последующим селективным травлением и выращиванием металла WTe2. Кредит: Nature Nanotechnology

Ожидается, что в будущем можно будет реализовать еще меньшее контактное сопротивление, достигнув теоретического квантового предела, что рассматривается как основная проблема при изучении двухмерных материалов, включая графен и дихалькогениды других переходных металлов. материалы.


Новая технология изготовления 2D-транзисторов из двухфазных кристаллов TMD
Дополнительная информация: Джи Хо Сунг и др., Копланарная схема полупроводник-металл, определенная на многослойном MoTe2 с помощью полиморфной гетероэпитаксии, Nature Nanotechnology (2017).DOI: 10.1038 / NNANO.2017.161 Предоставлено Институт фундаментальных наук

Ссылка : Исследователи создали первый двумерный полевой транзистор из единого материала (2017, 19 сентября) получено 14 ноября 2020 с https: // физ.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *