Tranzistor pole je jedním z klíčových prvků polovodičové elektronické techniky. Používá se k zesílení a přepínání elektrických signálů. Charakteristickým rysem tranzistoru v terénu je jeho schopnost ovládat přenosový proud pomocí elektrického pole, odtud jeho název.
Existuje několik různých typů tranzistorů v terénu, ale nejběžnější jsou tranzistory v poli s oxidem kovovým (MOSFET) a Drake-počáteční tranzistory v poli (FET). Mají různé vlastnosti a uplatňují se v různých oblastech elektroniky.
Princip fungování tranzistoru pole je založen na efektu polárního tranzistoru. Když je na závěr tranzistoru pole přiváděno napětí, vytvoří se elektrické pole, které řídí proud, který teče mezi zdrojem a odtokem. To umožňuje tranzistoru v terénu zesilovat a přepínat elektrické signály.
Hlavními charakteristikami tranzistoru pole jsou zisk, odpor závěrky a velikost přenosového proudu. Zesílení určuje, jak silně může tranzistor pole zesílit vstupní signál. Odpor závěrky určuje, jak efektivně může tranzistor pole ovládat proud. Velikost přenosového proudu určuje, kolik proudu může protékat tranzistorem pole, pokud je na závěrce určitá úroveň napětí.
Typy tranzistorů v terénu
1. Tranzistory s řídicí elektrodou typu p-n-p
Tyto tranzistory se skládají ze tří vrstev polovodičů, kde vrstvy typu n tvoří bariéry a vrstva typu p je řídicí elektrodou. Řízení proudu se provádí změnou velikosti mezery mezi oblastmi typu p A n, což mění elektrické pole a tím i proud.
2. Tranzistory s řídicí elektrodou typu n-p-n
U těchto tranzistorů je řídicí elektroda uspořádána jako vrstva typu n, která obklopuje další dvě vrstvy typu p. princip fungování a řízení je podobný polním tranzistorům typu p-n-p.vzhledem k rozdílům ve struktuře se však jejich účel a aplikace mohou lišit.
3. MOSFETy
Kov-oxid-polovodič (MOSFET) tranzistory patří mezi nejběžnější typy tranzistorů v terénu. Jejich hlavním rozdílem je použití vrstvy oxidu, která slouží jako dielektrika mezi bránou a elektronovým proudovým kanálem. MOSFETy mohou být řízeny jak napětím, tak proudem.
4. Dvoupásmový tranzistor
Tento tranzistor se skládá ze dvou polních tranzistorů Spojených na jediném substrátu. Má jedinečný pracovní princip, který umožňuje získat výrazně zesílený proud. Dvoupásmový tranzistor pole je požadován v rádiové technice pro zesílení vysokofrekvenčních signálů.
Princip fungování tranzistoru v terénu
Hlavními prvky tranzistoru pole jsou Drake (D), pramen (s) a závěrka (G). Tvoří tenkou polovodičovou strukturu izolovanou od substrátu. Struktura může být implementována jako n kanál nebo P kanál, v závislosti na typu tranzistoru.
Když je napětí přiváděno na bránu tranzistoru pole, vytvoří se elektrické pole v blízkosti kanálu a vytvoří potenciální bariéru. V důsledku toho se elektrony nebo díry, závislé na typu tranzistoru, pohybují podél kanálu mezi drainem a pramenem. Počet elektronů nebo děr, které procházejí, je řízen napětím na závěrce. To umožňuje měnit odpor nebo proud v kanálu, což zase umožňuje řídit samotářské charakteristiky tranzistoru.
Výhodou tranzistorů v terénu je jejich vysoký vstupní odpor, nízká spotřeba energie a vysoká linearita provozu. Jsou široce používány v zesilovačích, analogových a digitálních obvodech, logických prvcích a dalších elektronických zařízeních, kde je vyžadováno efektivní řízení proudu.