Unipolární tranzistor

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
MOSFET
JFET

Unipolární tranzistor je polovodičový prvek, jehož označení unipolární vyjadřuje, že přenos náboje je v tomto tranzistoru uskutečňován pouze majoritními (většinovými) nosiči náboje (na rozdíl od bipolárního tranzistoru). Menšinové nosiče náboje jsou pro funkci součástky nežádoucí - jsou parazitního charakteru. Skládá se z polovodičů typu N a P, přičemž výrazně převládá jeden z nich.

Pro velký vstupní odpor se těmto tranzistorům také říká tranzistory řízené elektrickým polem (FET, Field-Effect Transistors). Velký vstupní odpor je velkou výhodou unipolárních tranzistorů oproti bipolárním, jejichž malý vstupní odpor se nepříznivě projevuje při zesilování signálů ze zdrojů s velkým vnitřním odporem. Vstupním obvodem unipolárního tranzistoru tak neteče proud a je, podobně jako elektronka, řízen napětím. Řídící elektrodou teče buď jen malý proud ekvivalentní proudu diody v závěrném směru nebo jí neteče prakticky žádný proud.

Další výhodou tohoto tranzistoru je, že v I. kvadrantu je jeho VA charakteristika téměř lineární, proto jej často používáme v analogovém režimu (nejčastěji jako zesilovač), kde způsobuje velmi malé nelineární zkreslení.

Tyto výhody umožňují využívat unipolární tranzistor v obvodech s vysokou hustotou integrace. Z principu funkce bipolárního tranzistoru totiž vzniká Jouleovo teplo, které není schopný miniaturní čip odvést.

Nevýhodou (danou právě vysokou vstupní impedancí) je možnost snadného poškození unipolárních tranzistorů statickým nábojem, zvláště při manipulaci před zapojením do obvodů.


Typy unipolárních tranzistorů[editovat | editovat zdroj]

  • JFET (junction FET, unipolární tranzistor s přechodovým hradlem)

Regulace proudu probíhá přivedením napětí mezi svorky G a S. Přivedeme-li na řídící elektrodu závěrné napětí (polarita dle druhu tranzistoru: s řídící elektrodou typu P nebo N), dojde k rozšíření PN přechodu. Pokud je toto rozšíření dostatečně rozsáhlé (dostatečně vysoké řídící napětí), dojde k zahrazení nebo omezení proudu protékajícího mezi elektrodami S a D.

  • MISFET (unipolární tranzistor s přechodovým hradlem)
    • TFT
    • MOSFET (metal oxide semiconductor FET)
      • s vodivým kanálem
      • s indukovaným kanálem
    • MNSFET
  • MESFET (metal semiconductor FET, unipolární tranzistor s izolovaným hradlem)

Elektrody S, G a D jsou kovové a ve styku s polovodičovým materiálem. Uplatňuje se zde tzv. Schottkyho jev vznikající na přechodu polovodič-kov. Vzniká zde jednostranně propustná bariéra, jež je regulována napětím přivedeným na řídící elektrodu G. Řízená Schottkyho bariéra umožňuje průchod proudu mezi elektrodami D a S nebo mu zabraňuje.

Popis vlastností pomocí admitanční matice[editovat | editovat zdroj]

Vzhledem k tomu, že je unipolární tranzistor řízený napětím, je pro jeho popis jakožto dvojbranu vhodná admitanční matice (pro bipolární tranzistor řízený proudem se využívá impedanční matice). Impedanční matici tvoří 4 parametry popisující vlastnosti součástky:

  • vstupní admitance

y_{11} = \frac{i_G}{u_{GS}} při u_{DS} = 0 \to u_{DS} = konst.

  • zpětná převodní admitance

y_{12} = \frac{i_G}{u_{DS}} při u_{GS} = 0 \to u_{GS} = konst.

  • převodní admitance

y_{21} = \frac{i_D}{u_{GS}} při u_{DS} = 0 \to u_{DS} = konst.

  • výstupní admitance

y_{22} = \frac{i_D}{u_{DS}} při u_{GS} = 0 \to u_{GS} = konst.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Field-effect Transistors ve Wikimedia Commons