Світ електроніки - потужні польові транзистори історія, розвиток та перспективи

Кожен сучасний напівпровідниковий прилад успадковує властивості своїх попередників,
так що грамотний фахівець повинен враховувати при виборі приладів для побудови електронних пристроїв. Повною мірою це відноситься до великого класу напівпровідникових приладів - потужним силовим (ключовим) польовим транзисторам. Тим більше що деякі «старі» пристрою в ряді застосувань (наприклад, в надшвидкісних імпульсних пристроях) можуть перевершувати сучасні.
В кінці 20-х років XX ст. Дж. Е. Лилиенфельд подав у США і в Канаді заявку на патент, в якому було запропоновано управління електричним струмом в зразку шляхом впливу на нього поперечного електричного поля. Реалізовано пристрій не було. Лише в 1948 р Шоклі і Пірсон, застосувавши зразок з напівпровідника, експериментально підтвердили принципову можливість цього способу, але створити прилад вони також не змогли. Лише в 1952 р Шoклі описав уніполярний польовий транзистор з керуючим p-n-переходом. Він змінював товщину каналу всередині зразка з напівпровідникового матеріалу, що зняло проблеми, пов'язані із захопленням носіїв пастками на поверхні каналу високим вхідним опором (сотні мегаом і вище). Вони мали вбудований (нормально відкриті прилади) або індукований (нормально закриті прилади) канал n- або p-типу (рис. 1).

У 70-х роках XX ст. різні типи потужних польових транзисторів (рис. 2) отримали бурхливий розвиток.

Незабаром з'явилися найпотужніші з цих приладів - транзистори КП904 [12] з розсіюваною потужністю 75 Вт, струмом стоку до 7,5 А і віддається на частоті 60 МГц потужністю
до 50 Вт. Менш потужні транзистори КП902 легко забезпечували унікально малі часи перемикання близько 1 нс.Появленіе саме цих транзисторів не випадково. Це був час, коли в світі щосили розігралася холодна війна, хмари літаків і полчища танків і бронемашин брали участь в численних локальних війнах і великих військових навчаннях. Кожен танк або літак мав радіостанцію. Рівень взаємних перешкод і наведень від них був настільки високий, що радіостанції на біполярних транзисторах в умовах їх скупченості на місцевості і поле бою виявилися майже непрацездатними. Польові транзистори з їх малими ін-
термодуляціоннимі спотвореннями обіцяли усунення цього недоліку.

Було показано, що багато сільноточние напівпровідникові прилади з інжекційним механізмом управління струмом (біполярні транзистори і тиристори) не можуть похвалитися хорошими динамічними параметрами через повільне механізму інжекції, явища накопичення в структурі надлишкових зарядів неосновних носіїв,
розширення бази та падіння робочих частот з ростом струму емітера (ефект Кірка) і впливу великих ємностей переходів. Все це веде до великих часів включення таких приладів. А розсмоктування надлишкових за-рядів призводить до появи значних затримок їх виключення.

Завантажити статтю полность можна з вкладення