có nhiều loại bóng bán dẫn trên thị trường, nhiều loại có mục đích riêng. một số khác cũng cung cấp các tính năng đặc biệt cho các ứng dụng mạch cụ thể. trong bài viết này, chúng tôi nói về bóng bán dẫn mesfet, một bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Các thiết bị bán dẫn này có thể điều khiển dòng điện qua các kênh và rất thích hợp cho các ứng dụng RF. các thuộc tính khác cũng đảm bảo hiệu năng cao. Trước khi tích hợp MESFET vào mạch điện, các chuyên gia cần phải hiểu MESFET và điều kiện làm việc của nó. văn bản này sẽ giúp bạn quan sát thiết bị này. Vậy hãy bắt đầu nào!
hiệu ứng bán dẫn kim loại
một bản vẽ của các bóng bán dẫn kim loại.
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
MESFET (transistor hiệu ứng trường bán dẫn kim loại) hoạt động và cấu trúc giống như JFET, nhưng có một sự khác biệt chính. Thông thường, nó sử dụng một nút Schottky thay vì nút PN để thay đổi chiều rộng của vùng cạn kiện và điều khiển khả năng dẫn điện. Với ý tưởng này, bạn có thể thực hiện MESFET trong các ứng dụng mạch RF công suất cao.
mặt khác, bạn cũng có thể sử dụng gaas (halogenide) MESFET, nó tăng tốc độ di chuyển điện tử cao tần. nó có một lớp năng lượng hoạt động và một chất điện cực thấp. GaAs MESFET cung cấp hiệu năng tuyệt vời cho các ứng dụng đòi hỏi năng lượng cao (40W) và năng lượng thấp. ví dụ, nó bao gồm radar, vệ tinh và vi sóng.
Loại MESFET
Hiện nay, có hai loại MESFET trên thị trường, đó là kênh N và kênh P. Tuy nhiên, kênh N là phổ biến hơn vì các điện tử của nó hoạt động như một chất tải điện. Tốc độ di chuyển của các electron này cao gấp 20 lần so với GaAs.
cấu trúc và công việc của mesfet
sơ đồ cấu trúc mesfet. nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
MESFET bao gồm một lớp bán dẫn pha loãng siêu mỏng, gọi là kênh rãnh. các kênh được khắc trên một mặt phẳng cách ly có một chiếc bán dẫn được làm nhiệt nặng ở hai đầu, được gọi là nguồn hoặc nguồn. đồng thời, kim loại bao phủ đỉnh của kênh rãnh, tạo thành nút schottky, được tạo ra giữa hai đầu cuối. khu vực này cũng đại diện cho cổng.
khi cổng được đặt thành điều kiện biến âm, nó điều khiển dòng điện từ kênh. Để làm được điều này, nó sẽ tạo ra một khu vực cạn kiệt gần các cổng được phủ bằng kim loại. Trên thực tế, quy trình này được gọi là bộ điều chỉnh chiều rộng kênh mang giới hạn dòng điện của kênh.
biểu tượng mesfet
và khu vực cạn kiệt trở nên rộng hơn. Như đã chỉ ra ở trên, trong ký hiệu, mũi tên của kênh P chỉ ra bên ngoài, trong khi mũi tên của kênh N chỉ vào bên trong.
thao tác mesfet
Nói chung, MESFET hoạt động trong hai chế độ, tăng cường và cạn kiệt:
MESFET nâng cao:Với chế độ này, vùng cạn kiện có đủ không gian để chặn tải điện từ cổng tới nguồn. Ngoài ra, MESFET được đặt là tắt theo mặc định. Nó cũng nhận điện áp dương giữa cửa điểm nguồn và nguồn để thu hẹp vùng cạn kiện. Kết quả là, các kênh tạo ra dòng điện. tuy nhiên, khi nút của schottky diode được đặt để biến hướng dương do điện áp nguồn-trên, sẽ có dòng điện lớn.
Môi trường cạn kiệt:MESFET hoạt động ở chế độ cạn kiểm khi vùng cạn kiểm không mở rộng đến một nền dạng P. thông thường, chế độ này được kích hoạt khi không có điện áp nguồn âm. Khi áp dụng điện áp âm, chế độ cạn kiện MESFET sẽ không hoạt động được, do đó tăng chiều rộng của vùng cạn kiện. vì vậy, nó ngăn chặn dòng điện tải điện từ nguồn đến nguồn.
thuộc tính mesfet
mesfet cung cấp tốc độ di chuyển điện tử cao.
các thuộc tính chính của mesfet bao gồm:
Độ kháng nhập cao:do nhận đường nhập của các thiết bị đầu vào cao hơn so với các bóng bán dẫn hai cực.
phòng chống bẫy oxy:Không giống như MOSFET silicon phổ biến, MESFET có thể ngăn chặn các bẫy oxy.
Cấp điều khiển hình học cao:Ngoài ra, MESFET cung cấp điều khiển độ dài kênh cải thiện so với JFET. Điều khiển hình học cao tăng cường hiệu suất của sản phẩm, cho phép các hình nhỏ của RF.
dung lượng thấp:Nói chung, các cấu trúc ở chỗ Schottky có một mức dung lượng thấp, rất thích hợp cho các ứng dụng RF và vi sóng.
hệ số nhiệt độ âm:Do nhiệt độ âm của MESFET, nó có thể ngăn chặn các vấn đề nhiệt.
tốc độ di chuyển điện tử cao:Bộ khuếch đại sử dụng công nghệ bán dẫn MESFET cung cấp tốc độ di chuyển điện tử cao với tần số hoạt động từ 50GHz đến 100GHz.
ứng dụng mesfet
điện thoại di động thường có mesfet.
MESFETs được tích hợp vào nhiều ứng dụng, bao gồm:
điện thoại di động
mạch vi sóng
liên lạc vệ tinh
bộ khuếch đại tần số rf
radar
thiết bị tần số cao
công nghệ quang điện tử thương mại
ưu điểm và nhược điểm của mesfet
MESFET có một số lợi ích rõ ràng, nhưng cũng có một nhược điểm chính:
Lợi thế:
hoạt động tần số cao
được thiết kế để ngăn chặn bẫy oxy
điều khiển hình học cao
sức đề kháng nhập cao
nhược điểm:
Độ điện áp khởi động của GaAs Schottky được đặt ở 0.7 V. Vì vậy, điện áp ngược phải nhỏ hơn giá trị này. Do vậy, thuộc tính này sẽ gây khó khăn cho việc sản xuất các mạch điện mà yêu cầu MESFET nâng cao.
Mối quan hệ giữa MESFET và MOSFET
bản vẽ này chỉ ra một MOSFET được tích hợp vào mạch. nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
sự khác biệt chính giữa MESFET và MOSFET là khả năng vận hành. Trong trường hợp này, MOSFET được đặt để tắt cho đến khi các cổng của nó nhận được một điện áp lớn hơn ngưỡng. Đồng thời, MESFET vẫn hoạt động theo mặc định cho đến khi đạt được điện áp ngược.
tóm tắt
Nói chung, MESFET có các cổng, cổng nguồn và cổng rò rỉ, tương tự như JFET. ngoài ra, các cực điện titanium đóng vai trò như một nút thắt, được tạo thành từ lớp phủ kim loại. Vùng này điều khiển chiều rộng khu vực có sẵn khi thiết bị kích hoạt hoặc tắt. bố trí này cũng làm cho các transistor khác với các JFET phụ thuộc vào nút pn. Ngoài ra, bạn có thể tích hợp GaAs MESFET vào các mạch điện mà cần tần số cao hơn.
anh có câu hỏi nào về mesfet không? liên lạc với chúng tôi bất cứ lúc nào!