DSCF0789 (2)

164

4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne

pach kanałów sterowanych ze wspólnego źródła napięcia. Pary komplementarne stosowane są przede wszystkim w konstrukcji cyfrowych, energooszczędnych układów scalonych (technika CMOS).

W typowych warunkach sterowania w stanie przewodzenia znajduje się tylko jeden tranzystor pary. Zatem prąd płynący przez szeregowo połączone kanały obu tranzystorów jest znikomy. Szybka zmiana polaryzacji bramek obu tranzystorów na przeciwną powoduje przejście tranzystora dotychczas nie przewodzącego w stan przewodzenia i zatkanie tranzystora dotychczas przewodzącego. W rezultacie rezystancja łączna obu tranzystorów pozostanie wysoka.

W obu przypadkach przez tranzystory płynie minimalny prąd drenu. W tranzystorach pary komplementarnej straty mocy są wydzielane praktycznie tylko w fazie przejściowej, tzn. w fazie przechodzenia ze stanu zablokowania do stanu przewodzenia i odwrotnie.

Dla Uqs -const:

AUp

A/n

rds ^:

bramka , źródło

, Si O2

Rys. 1. Schemat konstrukcyjny tranzystora polowego typu VMOSFET

elektroda metalowa źródła

Parametry tranzystorów FET Podstawowymi parametrami tranzystorów FET są: nachylenie charakterystyki sterowania nazywane transkonduktancją tranzystora i oznaczane symbolem g_m, dynamiczna rezystancja wyjściowa r_DS, maksymalne napięcie dren-źródło U_Ds. maksymalne napięcie bramka-żródło l/_Gs, całkowita moc strat tranzystora P_tot.

Transkonduktancję g_m oraz dynamiczną rezystancję wyjściową można wyznaczyć z charakterystyk tranzystora unipolarnego (rys. 1 na poprzedniej stronie). Oba parametry są istotne zwłaszcza dla projektantów układów wzmacniaczy z tymi tranzystorami.

Transkonduktancja g_m jest tym większa, im większy jest przyrost prądu drenu przy tej samej zmianie napięcia sterującego (napięcia bramka-źródto). Zatem współczynnik ten będzie tym większy, im krótszy jest kanał i większy jest jego przekrój.

Tranzystory unipolarne mocy Tranzystory unipolarne połowę przeznaczone do przełączania znacznych mocy nazywane są tranzystorami mocy. Przełączanie znacznych mocy wymaga odpowiedniej konstrukcji tranzystora zapewniającej małą rezystancję kanału w stanie przewodzenia i dobre warunki odprowadzenia wydzielanej mocy cieplnej. Stosowane są dwa typy konstrukcyjne tranzystorów mocy: VMOSFET (rys. 1) i TMOSFET (rys. 2).

W tranzystorach VMOSFET bramka i kanał mają charakterystyczny kształt zbliżony do litery V, a kierunek przepływu prądu elektronowego od źródła do drenu jest pionowy¹.

W tranzystorach TMOSFET kierunki przepływu prądu elektronowego od źródła do drenu tworzą kształt litery T. Źródło w tych tranzystorach jest wykonane z warstwy metalicznej tworzącej z warstwą P zaporowe złącze metal-półprzewodnik (rozdz. 4.2.2.2).

ang. vertical = pionowy

Dla U os =const:

9m —	A/p AI/qs
9m	-
Alo	-
Uqs	-
AC/qs	1
^rOS~	Y22s
Uqs	-
AL/ps
Al	źródło

transkonduktancja tranzystora przyrost prądu drenu napięcie bramka-żródło przyrost napięcia bramka-żródło

bramka, krzem polikrystaliczny

.Si 0_:

Ępp In]

.    / substrat o przewodnictwie V w-

^iródl° typuN__H

Rys. 2. Schemat konstrukcyjny tranzystora polowego typu TMOSFET