Усилитель на полевом транзисторе - FET amplifier

Обобщенный полевой транзистор как усилитель

А Усилитель на полевом транзисторе является усилитель мощности который использует один или несколько полевые транзисторы (Полевые транзисторы). Наиболее распространенный тип усилителя на полевых транзисторах - это Усилитель MOSFET, который использует полевые транзисторы металл – оксид – полупроводник (МОП-транзисторы). Основное преимущество полевого транзистора, используемого для усиления, заключается в том, что он имеет очень высокий входное сопротивление и низкий выходное сопротивление.

В деталях

В крутизна дан кем-то

При перестановке получаем

Эквивалентная схема

Внутреннее сопротивление RGS, между затвором и истоком появляется между стоком и истоком. рds внутреннее сопротивление между стоком и истоком. Поскольку RGS очень велико, принимается бесконечным и Rds пренебрегается.[1]

Усиление напряжения

Для идеальной эквивалентной схемы полевого транзистора коэффициент усиления по напряжению определяется выражением

  Аv = Vds / VGS

Из эквивалентной схемы,

  Vds = Яd * Рd

и из определения крутизны,

  VGS = Яd / граммм

мы получили

  Аv = гм * Рd(2)[1]

Типы усилителей на полевых транзисторах

Есть три типа усилителей на полевых транзисторах: какой терминал является общим входом и выходом? (Это похоже на биполярный переходной транзистор (BJT) усилитель.)

Усилитель с общим затвором

Этот вентиль является общим как для входа, так и для выхода.

Усилитель с общим источником

Источник общий как для входа, так и для выхода.

Усилитель с общим стоком

Сток является общим для входа и выхода. Он также известен как «последователь источника».[2]

История

Дальнейшая информация: Полевой транзистор и Усилитель мощности

Основной принцип полевой транзистор (FET) усилитель мощности был впервые предложен австро-венгерским физиком Юлиус Эдгар Лилиенфельд в 1925 г.[3] Однако его ранняя концепция полевого транзистора не была практической разработкой.[4] Концепция полевого транзистора позже была также теоретизирована Оскар Хайль в 1930-х и Уильям Шокли в 1940-х,[5] но в то время не существовало работающего практического полевого транзистора.[4]

Усилитель MOSFET

Основная статья: МОП-транзистор

Прорыв произошел с работой египетского инженера. Мохамед М. Аталла в конце 1950-х гг.[6] Он разработал метод пассивация поверхности, который позже стал критически важным для полупроводниковая промышленность поскольку это сделало возможным массовое производство кремний полупроводник технологии, такие как Интегральная схема (IC) чипы.[7][4][8] Для процесса пассивации поверхности он разработал метод термическое окисление, который стал прорывом в технологии кремниевых полупроводников.[9] Метод пассивации поверхности был представлен Аталлой в 1957 году.[10] Основываясь на методе пассивации поверхности, Аталла разработала металл – оксид – полупроводник (MOS) процесс,[7] с использованием термически окисленного кремния.[11][12] Он предположил, что процесс MOS может быть использован для создания первого работающего кремниевого полевого транзистора, над созданием которого он начал работать с помощью корейских рекрутов. Давон Канг.[7]

В МОП полевой транзистор Усилитель (MOSFET) был изобретен Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в 1959 году.[5] Они сфабрикованный устройство ноябрь 1959 г.,[13] и представил его как «поверхностное устройство, индуцированное полем кремний – диоксид кремния» в начале 1960 г.[14] на конференции по твердотельным устройствам, проходившей в Университет Карнеги Меллон.[15] Устройство покрыто двумя патенты, каждое отдельно подано Аталлой и Кангом в марте 1960 года.[16][17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Томас Л. Флойд (2011). Электронные устройства. Дорлинг Кинерсли (Индия) Pvt. Ltd., лицензиаты Pearson Education в Южной Азии. п. 252. ISBN  978-81-7758-643-5.
  2. ^ Аллен Моттерсхед (2003). Электронные устройства и схемы. Prentice-Hall of India, Нью-Дели-110001. ISBN  81-203-0124-2.
  3. ^ Лилиенфельд, Юлиус Эдгар (1926-10-08) "Метод и устройство для управления электрическими токами" Патент США 1745175A
  4. ^ а б c "Давон Канг". Национальный зал славы изобретателей. Получено 27 июн 2019.
  5. ^ а б «1960: Показан металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор». Кремниевый двигатель: хронология развития полупроводников в компьютерах. Музей истории компьютеров. Получено 31 августа, 2019.
  6. ^ Пуэрс, Роберт; Бальди, Ливио; Вурде, Марсель Ван де; Ноутен, Себастьян Э. ван (2017). Наноэлектроника: материалы, устройства, приложения, 2 тома. Джон Уайли и сыновья. п. 14. ISBN  9783527340538.
  7. ^ а б c "Мартин (Джон) М. Аталла". Национальный зал славы изобретателей. 2009. Получено 21 июн 2013.
  8. ^ Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники. Springer Science & Business Media. С. 321–3. ISBN  9783540342588.
  9. ^ Хафф, Ховард (2005). Материалы с высокой диэлектрической постоянной: приложения VLSI MOSFET. Springer Science & Business Media. п. 34. ISBN  9783540210818.
  10. ^ Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники. Springer Science & Business Media. п. 120. ISBN  9783540342588.
  11. ^ Дело, Брюс Э. (1998). «Основные моменты технологии термического окисления кремния». Кремниевое материаловедение и технология. Электрохимическое общество. п. 183. ISBN  9781566771931.
  12. ^ Патент США 2,953,486
  13. ^ Бассетт, Росс Нокс (2007). К веку цифровых технологий: исследовательские лаборатории, начинающие компании и развитие MOS-технологий. Издательство Университета Джона Хопкинса. п. 22. ISBN  9780801886393.
  14. ^ Аталла, М.; Канг, Д. (1960). "Кремний – диоксид кремния поверхностные устройства, индуцированные полем". Конференция IRE-AIEE по исследованиям твердотельных устройств. Издательство Университета Карнеги-Меллона.
  15. ^ "Устная история: Голди, Хиттингер и Таненбаум". Институт инженеров по электротехнике и электронике. 25 сентября 2008 г.. Получено 22 августа 2019.
  16. ^ Патент США 3,206,670 (1960)
  17. ^ Патент США 3102230 (1960)