Металл-жартылайөткішгіштік өріс транзисторы (MESFET) туралы
MESFET
MESFET транзисторы: құрылысы, артықшылықтары, қолданылуы (45 ГГц дейін). Галлий арсениді, кремний карбиді негізінде жасалған, жоғары жиілікті байланыс құралдарында қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Өрістік эффектті транзистордың түрі. МЕСФЕТ (металл-жартылай өткізгіштік өрістік эффектті транзистор) – қақпасы үшін pn-түйінінің орнына Schottky (металл-жартылай өткізгіштік) түйіні бар, JFET-ке ұқсас өрістік эффектті транзисторлық жартылай өткізгіш құрылғысы.
Type of field effect transistor
A MESFET (metal–semiconductor field effect transistor) is a field effect transistor semiconductor device similar to a JFET with a Schottky (metal–semiconductor) junction instead of a p–n junction for a gate.
Құрылыс
MESFET-тер жоғары сапалы беттік пассивациясы жоқ, галлий арсениді, индий фосфиді немесе кремний карбиді сияқты құрама жартылай өткізгіш технологиялармен жасалады, сондай-ақ кремнийге негізделген JFET немесе MOSFET-терге қарағанда жылдам, бірақ қымбат. Өндірістегі MESFET-тер шамамен 45 ГГц дейін жұмыс істейді және микротолқынды жиіліктегі байланыс және радар салаларында кеңінен қолданылады. Алғашқы MESFET-тер 1966 жылы әзірленді, ал бір жыл өткен соң олардың өте жоғары жиілікті радиожиілікті микротолқынды өнімділігі көрсетілді.
MESFETs are constructed in compound semiconductor technologies lacking high quality surface passivation, such as gallium arsenide, indium phosphide, or silicon carbide, and are faster but more expensive than silicon based JFETs or MOSFETs. Production MESFETs are operated up to approximately 45 GHz, and are commonly used for microwave frequency communications and radar. The first MESFETs were developed in 1966, and a year later their extremely high frequency RF microwave performance was demonstrated.
Функционалдық архитектура
MESFET, JFET сияқты, жалпы оқшауланған қақпалы FET немесе MOSFET-тен қақпа астында белсенді коммутациялық аймақта оқшаулағыш болмауымен ерекшеленеді. Бұл MESFET қақпасы транзистор режимінде, негізгі арнаны басқаратын кері бұрылыспен тозу аймағымен жұмыс істеуі керек екенін білдіреді, алдыға өткізгіш металл-жартылай өткізгіш диод емес. Бұл шектеу қақпа кері бұрылыста қалуы керек болғандықтан, және осылайша алдыңғы бұрылыс кернеуінің белгілі бір шегінен аспауы керек болғандықтан, кейбір тізбектерді жүзеге асыру мүмкіндігін шектейді. Дегенмен, MESFET-тің аналогты және цифрлық құрылғылары жобалық шектеулер ішінде жұмыс істесе, жақсы жұмыс істейді. Құрылыстың ең маңызды аспектісі – коммутациялық аймақтағы қақпа металлының мөлшері. Әдетте, қақпамен модуляцияланған тасымалдаушы арнасы неғұрлым тар болса, жиіліктерді өңдеу қабілеті соғұрлым жақсы болады. Қақпаға қатысты бастапқы және ағын арасындағы қашықтық, сондай-ақ қақпаның бүйірлік мөлшері маңызды, бірақ одан аз маңызды жобалау параметрлері болып табылады. MESFET токты өңдеу қабілеті қақпаның бүйірлік жағынан ұзартылуымен жақсарады, белсенді аймақты тұрақты ұстап, бірақ беріліс желісі әсерінен қақпа бойындағы фазалық ығысумен шектеледі. Сондықтан, көптеген өндірілетін MESFET-тер қақпасында төмен кедергілі металдан қосымша қабатты қолданады, көбінесе көлденең қимада саңырауқұлақ пішіндес профильді құрайды.
The MESFET, similarly to JFET, differs from the common insulated gate FET or MOSFET in that there is no insulator under the gate over the active switching region. This implies that the MESFET gate should, in transistor mode, be biased such that one has a reversed biased depletion zone controlling the underlying channel, rather than a forward conducting metal–semiconductor diode to the channel. While this restriction inhibits certain circuit possibilities as the gate must remain reverse biased and cannot therefore exceed a certain voltage of forward bias, MESFETs analog and digital devices work reasonably well if kept within the confines of design limits. The most critical aspect of the design is the gate metal extent over the switching region. Generally the narrower the gate modulated carrier channel the better the frequency handling abilities, overall. Spacing of the source and drain with respect to the gate, and the lateral extent of the gate are important though somewhat less critical design parameters. MESFET current handling ability improves as the gate is elongated laterally, keeping the active region constant, however is limited by phase shift along the gate due to the transmission line effect. As a result, most production MESFETs use a built up top layer of low resistance metal on the gate, often producing a mushroom like profile in cross section.
Қолданбалар
Көптеген жартылай өткізгіш жүйелер үшін MESFET жасаудың көптеген мүмкіндіктері зерттелді. Оның негізгі қолданылу салалары: әскери байланыс, әскери радиолокациялық құрылғылар мен байланыстағы микротолқын қабылдағыштарының кірістік бөлігіндегі төмен шу күшейткіші, коммерциялық оптоэлектроника, спутниктік байланыс, микротолқындық байланыс желілерінің шығу сатысы үшін қуат күшейткіші және қуат генераторы.
Numerous MESFET fabrication possibilities have been explored for a wide variety of semiconductor systems. Some of the main application areas are military communications, as front end low noise amplifier of microwave receivers in both military radar devices and communication, commercial optoelectronics, satellite communication, as power amplifier for output stage of microwave links, and as a power oscillator.