ترانزيستور تأثير المجال FET(Field-Effect) :
هو عنصر كهربائي يفضل استعماله كمفتاح أو كمكبر للإشارات الصغيرة ..
أنواعه : يشكل ترانزستور “FET” مجموعتين :
- ذو الطبقة الحاجزة (PN-FET) ..
- ذو الأكسيد المعدني (MOSFET) ..
وتنقسم المجموعتين إلى صنفين :
البنية الداخلية وطريقة العمل :
بعكس التركيب الداخلي للترانزيستور “ثنائي القطبية” والذي يتكون من طبقتين للشحنات (إلكترونات وثقوب) أو (سالب وموجب) ..
يتكون ترانزيستور “FET” من طبقة واحدة إما (P) أو N)) ، ومن هنا ترجع تسميته بأحادي القطبية ..
تتكون بنية ترانزيستور “FET” من مساحة نصف موصلة بشكل القضيب وهي من مادة السيليكون ، وعلى يمين ويسار القضيب تتكون مناطق حاجزة ، وبين أعلى وأسفل هذا القضيب تتكون “قنال” الاتصال (مادة N موصلة دون طبقة حاجزة) وتشكل هذه القنال المصرف (Drain) و المنبع (Source) ..
وعلى جوانب القضيب تم مزج “منطقتان” من مادة P موصلتين ومرتبطتين ببعضهم البعض ، وتشكلا البوابة (Gate) ومن هنا تأتي تسمية “الترانزيستور PN-FET ..
فإذا تم توصيل جهد بمساحة بلورية موصلة من مادة السيليكون N أي المصرف (Drain) و المنبع (Source)، فيسري بها تيار كهربائي (ID) عبر قنال في هذه المساحة ، وذلك بحكم الجهد والمقاومة في هذه المساحة .
وفي حالة توصيل جهد سلبي بين البوابة (Gate) والمنبع (Source) ، فتكون قطبية طبقتي PN باتجاه حاجز ، وتتكون بذلك داخل الطبقتين “مناطق حاجزة” بحيث تمنع مرور التيار بهذا الاتجاه . وتتوسع “المناطق الحاجزة” بينما يضيق قطر ممر التيار في القنال .
وكل ما أرتفع الجهد السلبي(UGS-) كل ما توسعت “المناطق الحاجزة” .
والنتيجة لذلك أن قطر القنال (ممر التيار) يصبح أضيق فأضيق ، أي أن قيمة المقاومة (RDS) في ممر التيار بين المصرف (Drain) والمنبع (Source) (لصنفN-FET) تتعلق بقيمة الجهد السلبي للبوابة (Gate) ، وبذلك يمكن التحكم بقيمة المقاومة وذلك على مستوى واسع .
واستناداً لقوانين أوم فيمكن التحكم بالجهد أو التيار لو تم استبدال قطبية الجهود .
بعبارات أخرى : القنال من صنف – N هي المجال الموصل لهذا FET ، ويوجه تيار المجال هذا بجهد البوابة (في هذه الحالة جهد سالب) .
و إذا أرتفع الجهد السالب في البوابة ، فتتمدد الطبقة الحاجزة ، وينخفض تيار هذا المجال .
والاستنتاج: أن تغيير عرض الطبقة الحاجزة يجري دون قدرة (تقريباً) ..
بالمقارنة مع الترانزيستور ثنائي القطبية المعتاد فلترانزستور الأحادي القطبية ميزات إيجابية كثيرة :
- اقتصادي أكثر ..
- يعمل بجهد تشغيل منخفض ..
- أحجام صغيرة وتركيبه يتوافق مع ترانزيستور ثنائي القطبية ..
- يكفي توجيهه بالجهد باختلاف ثنائي القطبية الذي يوجه بقدرة ..
- مقاومة المدخل عالية ما بين (10^9)لـ FET ذو الطبقة العازلة و (10^15)لـ MOSFET ..
- ليس هناك أهمية لقطبية التوجيه ..
- صفاء ونقاء عالي في تقنية الموجات لا يصلها ثنائي القطبية المألوف ..