Diapositiva 1

I FET
(Field-effect Transistor)
Corso di recupero di Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo
A.A. 2014-2015
Modello intuitivo
I
3
3
2
2
FET
+
V
(tensione
di
comando)
V
I
(flusso di
corrente)
1
1
Tipi di FET

MOSFET (metal-oxide-semiconductor
field-effect transistor)

JFET (junction FET)

MESFET (metal-semiconductor FET)
Caratteristiche dei FET
1. il loro funzionamento dipende dal flusso dei soli
portatori maggioritari e pertanto sono dei dispositivi unipolari
2. sono più semplici da realizzare rispetto ai transistori bipolari
a giunzione (BJT) e nella forma integrata occupano meno spazio
3. presentano una elevata impedenza di ingresso (MW)
4. sono affetti da un “rumore” inferiore a quello presentato dai BJT
5. possono funzionare molto bene come interruttori
MOSFET ad arricchimento
(enhancement MOSFET)
MOSFET ad arricchimento:
formazione del canale
tensione di soglia Vt
n+
canale n
n+
p
canale p
Caratteristiche I-V
Se la tensione vGS aumenta (per vDS < 0,1 – 0,2 V)
proporzionalmente aumenta la conduttanza del canale
Caratteristiche I-V:
strozzamento del canale
7V
7V
0
1
6
5
2
5V
2
4 3
3
4
5
vDS = vGS - Vt
canale in pinch-off
Caratteristiche I-V d’uscita
verso convenzionale
iD  K vGS  Vt 
2
Modulazione della lunghezza
del canale
iD  K vGS  Vt 
2
1
W 
K  Cox  
2
L
vDS > vGS - Vt
MOSFET a svuotamento
(depletion MOSFET)
S
_
n
G
n
D
+
n
p
canale già esistente
MOSFET a svuotamento
(depletion MOSFET)
G
S_
n
n
D
+
n
p
se vGS < Vt (negativa)
se vGS > 0
cut-off
MOSFET ad arricchimento!
MOSFET a svuotamento
I DSS  KVt 2
canale n
canale p
MOSFET: limiti di utilizzo e
precauzioni per l’uso
vGS
se vGS > 50 V (circa)
rottura dell’ossido per
accumulo di carica
elettrostatica
JFET
canale n
canale p
Dispositivi in GaAs
VANTAGGI
e più grande
SVANTAGGI
enormi investimenti spesi
dalle industrie per consolidare
la tecnologia del silicio
v più elevata
I più elevate
carica e scarica di
C più rapida
tecnologia non ancora matura
per quanto riguarda affidabilità
e produzione
mobilità delle lacune molto bassa
no FET a canale p (… e no CMOS)
Dispositivi in GaAs: il MESFET
MESFET a svuotamento
(…come un n-JFET)