pn-väljatransistor formeeritava kanaliga ja isoleeritud paisuga väljatransistor indutseeritava kanaliga ja isoleeritud paisuga väljatransistor Võrrelduna bipolaartransistoridega on väljatransistoridel suur sisendtakistus, pn- väljatransistoridel sajad megaoomid ja MOP-transistoridel sajad gigaoomid. Väljatransistoride parameetrid sõltuvad vähem temperatuurist. Soojusläbilöögi oht on neil väike, sest temperatuuri kasvades neeluvool mitte ei kasva, vaid väheneb. Väljatransistorid on voolusäästlikumad kui bipolaartransistorid (see kehtib eriti digitaalelektroonika elementide valdkonnas). Väljatransistoriga võimendi võib töötada 1V või veelgi väiksemal toitepingel. Ka võtab väljatransistor mikroskeemi aluskristallil märksa vähem ruumi kui bipolaartransistor ning väiksem arv tehnoloogilise protsessi vaheastmeid nende tootmisel teeb nad bipolaartransistoridest odavamaks. 3.5.1. pn-väljatransistor
Kuna aga erinevalt bipolaartransistorist on väljatransistor sarnaselt elektronlambile pingega tüüritav seadis, siis sobib väljatransistori võimendusomadusi iseloomustama parameeter S nimetusega `tõus': DI välj S= DU sis Väljatransistori (kui pingega tüüritava seadise) tööpunkti määravad paisupinge UGS ja neelupinge UDS ning neist otseselt sõltuv neeluvool ID. Neeluvoolu sõltuvus temperatuurist on väljatransistoridel palju väiksem kui kollektorivoolu vastav sõltuvus bipolaartransistoride puhul, kusjuures temperatuuritegur on neil mitte positiivne, vaid negatiivne (temperatuuri kasvades neeluvool väheneb). MOS-transistoride alalispinge-reziim on pn-siirdega väljatransistoride omast mõnevõrra temperatuuritundlikum. Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised
Taoliste väljatransistoride skemaatiline ehitus ja tingmärgid on toodud joonisel 7.1. JOONIS 7.1. Nagu alati eri juhtivusega pooljuhtide liitumiskohal, nii ka siin tekib paisu ja kanali vahel p-n-siire ja tõkkekiht. Sellise p-n-siirdega väljatransistori töötamiseks on vaja siirdele anda vastupinge. Mida suurem on vastupinge, seda laiem on tõkkekiht ja seda kitsamaks jääb juhtiv kanal ja nii hakkabki väljatransistori neeluvool sõltuma paisule antavast vastupingest. Paisuahelas tekitatud vahelduvpinge muutused aga põhjustavad ka väljundvoolu muutusi. Praktiliselt on kanali pikkuseks umbes 1 um ja laiuseks 0.5 um. paksus aga kujundatakse sõltuvalt voolust. Oluliseks iseärasuseks on see. et paisutsoonide juhtivus on suurem kui kanali juhtivus (laengukandjate kontsentratsioon). Sellega saadakse tõkkekihi suurem laienemine kanali poole, ja
õhuke (mõni kuni mõnikümmend mikormeetrit), siis p-tüüpi paisule kanali suhtes negatiivse pinge andmisel laieneb siire kanalisse. järelikult kanali voolu läbilaskev ristlõige väheneb. Kui rakendada n-kalali korral neelule positiivne pinge, saabki negatiivse paisupinge muutmisega tüürida kanalit läbivate elektronide arvu, seega neeluvoolu. Siirde laius kasvab neelus suunas, sest kanalit läbiva voolu tekitatud pingelang tõstab neelupoolses kanaliosas siirde vastupinget. Neeluvool on suurm, kui paisu ja lätte vahel pinget pole. Mida negatiivsem pinge n- kanaliga transistori paisule anda, seda nõrgemaks jääb neeluvool. Paisule positiivse pinge andmine pole mingit pidi kasulik, sest siirde laius päripingest märgatavalt ei sõltu ning päripinge korral tekkib arvestatav paisuvool, mis on ebasoovitav. [vaata | 15. Väljatranss (MOSFET, MOP-trans)
positiivses tagasisidestuses. Mittestabiilne multivibraator operatsioonivõimendi baasil genereerib mittesiinuselisi võnkumisi. Positiivne tagasiside on realiseeritud operatsioonivõimendi väljundist läbi takisti R, mille kaudu laetakse kondensaatorit C. Sellisel juhul on multivibraatori võnkumise perioodiks: T=2RC ln 3 ehk umbes 2,2RC. 2. Ühetaktilise võimsusvõimendi efektiivsus Ühetaktilise võimsusvõimendi tööpunkt on valitud nii, et väljundvool (kollektori- või neeluvool) on kogu aeg olemas ja signaal asub kogu aeg transistori ülekandekarakteristiku lineaarses regioonis. Juhul kui oletada et I Km = IKp, UKm = UKEp ,siis ühetaktilise võimsusvõimendi efektiivsus on ηmax = 0,5. Reaalselt: η = 0,35 – 0,45. 3. Registrid Registriks nimetatakse seadet, mis võimaldab salvestada, säilitada ja taasesitada infot ühe infosõna kaupa. Register koosneb paljudest ühtse juhtimisega trigeritest. Iga biti jaoks on 1 triger
joontega. Neid on kaks: ülekandetunnusjoon I = f(U ), kui U = const ja D DS GS väljundtunnusjoon 1 = f (U ), kui U = const. Mõlemad nimetatud tunnusjooned on D DS GS toodud joonisel 5.2 JOONIS 5.2 Väljundtunnusjoontelt võib näha kolme iseloomulikku piirkonda. Väiksemate lätte-ja neeluvaheliste pingete korral sõltub neeluvool tugevasti sellest pingest ja seda piirkonda nimetatakse takistuspiirkonnaks {Voltage-controlled resistance region), kuna selle piirkonna reziimides saab väljatransistori kasutada muudetava takistina. Mida negatiivsem on paisu pinge, seda väiksem on väljundtunnusjoone tõus ja seda suurema takistusena toimib transistor. See on seletatav sellega, et mida negatiivsem on pais seda laiem on tõkkekihi tsoon ja seda väiksem on juhtiva kanali ristlõige ning seda suurema
Neid on kaks: ülekandetunnusjoon ID = f(UDS), kui UGS = const ja väljundtunnusjoon 1D = f (UDS), kui UGS = const. Mõlemad nimetatud tunnusjooned on toodud joonisel 5.2 44 JOONIS 5.2 Väljundtunnusjoontelt võib näha kolme iseloomulikku piirkonda. Väiksemate lätte-ja neeluvaheliste pingete korral sõltub neeluvool tugevasti sellest pingest ja seda piirkonda nimetatakse takistuspiirkonnaks {Voltage-controlled resistance region), kuna selle piirkonna reziimides saab väljatransistori kasutada muudetava takistina. Mida negatiivsem on paisu pinge, seda väiksem on väljundtunnusjoone tõus ja seda suurema takistusena toimib transistor. See on seletatav sellega, et mida negatiivsem on pais seda laiem on tõkkekihi tsoon ja seda väiksem on juhtiva kanali ristlõige ning seda suurema