Halbleitertransistoren im Feld sind die Hauptelemente vieler elektronischer Geräte, wie Computer, Mobiltelefone, Fernseher usw., die Signalverstärkung und -umschaltung ermöglichen, indem sie elektrischen Strom in elektrische Spannung umwandeln und umgekehrt.
Die Hauptelemente des Feldtransistors sind Quelle (source), Abfluss (drain) und gate (gate). Quelle und Abfluss sind die Elektroden, zwischen denen eine Stromumschaltung stattfindet und das Gate diese Umschaltung steuert.
Das Hauptprinzip eines FET ist die Steuerung des elektrischen Stroms, der durch die Quelle und den Abfluss fließt, mit Hilfe einer Gate-Spannung. Wenn keine Spannung am Gate vorhanden ist, fließt kein Strom zwischen Quelle und Abfluss, da sich eine Gate-Schicht bildet, die den Durchgang verhindert. Dieser Zustand wird als abgeschalteter oder gesperrter Zustand bezeichnet.
Wenn eine Spannung am Gate auftritt, wird die Gate-Schicht reduziert, was zu einem Stromfluss zwischen Quelle und Abfluss führt. Je größer die Spannung am Gate ist, desto mehr Strom kann fließen. Dieser Zustand wird als eingeschalteter oder gesättigter Zustand bezeichnet. Auf diese Weise ermöglichen FET-Transistoren die Steuerung eines elektrischen Stroms mit einem anderen elektrischen Signal.
Die Hauptelemente von Feldhalbleitertransistoren
Zu den Hauptelementen eines Halbleitertransistors im Feld gehören:
| Element | Die Beschreibung |
|---|---|
| Emitter | Dies ist die Zone des Halbleiters, in der Elektronen oder Löcher in den Transistor eingespeist werden. |
| Grundlage | Dies ist eine dünne Halbleiterschicht, die sich zwischen Emitter und Kollektor befindet. Es steuert den Strom, der durch den Transistor fließt. |
| Kollektor | Dies ist die Zone des Halbleiters, in der sich auslaufende Elektronen oder Löcher sammeln. |
| Gateway | Es ist eine Elektrode, die den Strom eines Feldtransistors steuert. |
Neben den Hauptelementen kann ein Feldhalbleitertransistor auch andere Elemente wie diffuse und metallische Kontakte, Diffusions- und Oxidschichten aufweisen.
Das Funktionsprinzip eines Feldhalbleitertransistors basiert auf der Steuerung des an die Basis zugeführten Stroms durch den an den Emitter zugeführten Strom. Wenn Strom an die Basis abgegeben wird, ändert sich die Konzentration der nicht-primären Ladungsträger in der Basis, was zu einer Änderung der Leitfähigkeit der Basis und damit zu einer Änderung des Kollektorstroms führt.
Die Struktur eines Feldhalbleitertransistors
Brunnen - dies ist der Bereich des Halbleitermaterials, aus dem die Bewegung von Elektronen oder Löchern stammt. Eine Quelle liefert eine Quelle von Elektronen oder Löchern, um elektrischen Strom zu erzeugen.
Abfluß - dies ist der Bereich des Halbleitermaterials, in den sich Elektronen oder Löcher aus der Quelle bewegen. Der Abfluss wird normalerweise zur Überwachung und Messung des elektrischen Stroms verwendet.
Verschluß ist der Bereich eines Halbleitermaterials, der die Bewegung von Elektronen oder Löchern zwischen Quelle und Abfluss steuert. Das Gate verändert die elektrische Leitfähigkeit des Transistors und ermöglicht eine Signalverstärkung.
Die FIPT-Struktur wird normalerweise auf der Basis eines Halbleitermaterials wie Silizium oder Germanium durchgeführt, wobei Verunreinigungen hinzugefügt werden, um positive oder negative Ladungen zu erzeugen. Abhängig von der Art und Konfiguration des Transistors wird ein NPN (negativ-positiv-negativ) oder ein PNP (positiv-negativ-positiv) Typ verwendet.
Die Arbeit von FIPT basiert auf dem Feldeffekt, der auftritt, wenn eine elektrische Spannung auf das Gate einwirkt. Wenn Spannung an das Gate angelegt wird, ändert sich das elektrische Feld im Transistor, was die Bewegung von Elektronen oder Löchern und damit den durch den Transistor strömenden Strom beeinflusst. Dies ermöglicht die Verwendung von FIPT als Verstärker oder Signalschalter.
Funktionsprinzip von Feldhalbleitertransistoren
Das Funktionsprinzip von PPTs basiert auf der Verwendung eines elektrischen Feldes zur Steuerung des durch das Halbleitermaterial fließenden Stroms. Die Hauptelemente von PPTs sind Quelle (source), Abfluss (drain) und gate (gate).
Quelle und Abfluss sind zwei verschiedene Kontakte, die mit einem Halbleitermaterial verbunden sind, das als Kanal bezeichnet wird. Der Kanal hat eine bestimmte Leitfähigkeit und wird durch eine Ladung am Gate gesteuert.
Der Verschluss besteht aus einer Metallplatte, die sich über dem Halbleitermaterial befindet. Zwischen dem Gate und dem Kanal bildet sich ein flacher Kapacitor, der aufgeladen und entladen werden kann, indem der Strom durch den Kanal gesteuert wird.
Wenn eine Spannung an das Gate angelegt wird, wird ein elektrisches Feld erzeugt, das die Leitfähigkeit des Kanals verändert. Wenn die Spannung positiv ist, wird der Kanal leitender und der Strom beginnt von der Quelle zum Abfluss zu fließen. Wenn die Spannung negativ oder Null ist, wird der Kanal weniger leitfähig und der Strom stoppt.
Somit fungiert die PPT als Schaltvorrichtung und überwacht den Strom im Kanal über ein elektrisches Feld. Dies ermöglicht die Verwendung von PPTs zum Erstellen von Logikgattern, Verstärkern und anderen elektronischen Geräten.
Aufgrund seiner Zuverlässigkeit, seines geringen Energieverbrauchs und seiner hohen Integration sind Halbleitertransistoren zu einem festen Bestandteil moderner elektronischer Geräte geworden.
Steuerung des Stroms in einem Halbleitertransistor im Feld
Die Hauptelemente, die für die Steuerung des Stroms zuständig sind, sind der Sperrbereich, der Kanal und der Quellbereich.
In einem Feldhalbleitertransistor wird die Leitfähigkeit des Kanals zwischen Quelle und Abfluss durch die Spannung am Gate gesteuert. Die durch das Gate dargestellte Ladung erzeugt ein elektrisches Feld, das die geladenen Teilchen im Kanal beeinflusst.
In Abwesenheit von Spannung am Gate bewegen sich die Ladungen im Kanal frei von der Quelle zum Abfluss und sorgen für Leitfähigkeit. Wenn eine Spannung am Gate auftritt, beginnen die Ladungen im Kanal dem elektrischen Feld, das durch diese Spannung erzeugt wird, zu ausgesetzt zu sein.
Eine Erhöhung der Spannung am Gate führt zu einem Anstieg des elektrischen Feldes und damit zu einer Verengung des leitenden Bereichs. Dies begrenzt den Ladungsdurchgang und reduziert den durch den Transistor strömenden Strom.
Die Steuerung des Stroms in einem Feldhalbleitertransistor ermöglicht es Ihnen, seinen Betrieb zu regulieren und ihn in verschiedenen analogen und digitalen Geräten zu verwenden.
