Τι είναι ένα τρανζίστορ Field Effect;

Ένα τρανζίστορ εφέ πεδίου (FET) είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται συνήθως σε ολοκληρωμένα κυκλώματα. Είναι ένας μοναδικός τύπος τρανζίστορ που προσφέρει μεταβλητή τάση εξόδου ανάλογα με το τι εισήχθη σε αυτά. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα διπολικά τρανζίστορ διασταύρωσης (BJT) που είναι σχεδιασμένα να έχουν καταστάσεις ενεργοποίησης και απενεργοποίησης ανάλογα με τη ροή ρεύματος. Ο πιο κοινός τύπος FET που χρησιμοποιείται, το τρανζίστορ πεδίου επίδρασης μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού (MOSFET) ενσωματώνεται συχνά στη σχεδίαση μνήμης υπολογιστή, καθώς προσφέρει υψηλότερη ταχύτητα με λιγότερη κατανάλωση ενέργειας από τα BJT.

Τα τρανζίστορ έχουν πολλά διαφορετικά χαρακτηριστικά και λειτουργίες για τα κυκλώματα για τα οποία έχουν σχεδιαστεί. Τα οργανικά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (OFET) είναι χτισμένα πάνω σε ένα υπόστρωμα οργανικής στιβάδας, το οποίο είναι συνήθως μια μορφή πολυμερούς. Αυτά τα τρανζίστορ έχουν ευέλικτες και βιοδιασπώμενες ιδιότητες και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αντικειμένων όπως οθόνες βίντεο με βάση το πλαστικό και φύλλα ηλιακών κυψελών. Ένας άλλος τύπος παραλλαγής FET είναι το τρανζίστορ φαινομένου διασταύρωσης (JFET), το οποίο λειτουργεί ως μορφή διόδου σε ένα κύκλωμα, αγώγοντας ρεύμα μόνο εάν η τάση αντιστραφεί.

Τα τρανζίστορ πεδίου νανοσωλήνων άνθρακα (CNTFET) είναι μια μορφή πειραματικού τρανζίστορ φαινομένου πεδίου που είναι κατασκευασμένα πάνω σε μεμονωμένους νανοσωλήνες άνθρακα αντί για ένα τυπικό υπόστρωμα πυριτίου. Αυτό τα καθιστά περίπου 20 φορές μικρότερα από τα μικρότερα τρανζίστορ που μπορούν να κατασκευαστούν με τη συμβατική τεχνολογία λεπτής μεμβράνης. Η υπόσχεσή τους είναι να προσφέρουν πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες επεξεργασίας υπολογιστή και μεγαλύτερη μνήμη με χαμηλότερο κόστος. Έχουν αποδειχθεί με επιτυχία από το 1998, αλλά προβλήματα όπως η αποδόμηση των νανοσωλήνων παρουσία οξυγόνου και η μακροπρόθεσμη αξιοπιστία υπό πίεση θερμοκρασίας ή ηλεκτρικού πεδίου τα κράτησαν πειραματικά.

Άλλοι τύποι τρανζίστορ φαινομένου πεδίου που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία περιλαμβάνουν τρανζίστορ πύλης, όπως το διπολικό τρανζίστορ Insulated-Gate (IGBT), το οποίο μπορεί να χειριστεί τάσεις έως και 3,000 βολτ και να λειτουργήσει ως γρήγοροι διακόπτες. Έχουν ποικίλες εφαρμογές σε πολλές σύγχρονες συσκευές, ηλεκτρικά συστήματα αυτοκινήτων και τρένων, καθώς και χρησιμοποιούνται συνήθως σε ενισχυτές ήχου. Τα FET εξαντλημένου τρόπου λειτουργίας είναι ένα άλλο παράδειγμα μιας παραλλαγής στο σχεδιασμό του FET και χρησιμοποιούνται συχνά ως αισθητήρες φωτονίων και ενισχυτές κυκλώματος.

Οι πολλές σύνθετες ανάγκες εξοπλισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών και ηλεκτρονικών συσκευών συνεχίζουν να προάγουν τη διαφοροποίηση στο σχεδιασμό τόσο του τρόπου λειτουργίας των τρανζίστορ όσο και των υλικών από τα οποία κατασκευάζονται. Το τρανζίστορ εφέ πεδίου είναι ένα θεμελιώδες στοιχείο σε όλα σχεδόν τα κυκλώματα. Η αρχή για το τρανζίστορ εφέ πεδίου κατοχυρώθηκε για πρώτη φορά με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1925, ωστόσο νέες ιδέες για το πώς να χρησιμοποιηθεί αυτή η ιδέα δημιουργούνται συνεχώς.