Tranzistor riadený poľom

Tranzistor riadený poľom (iné názvy: poľom riadený tranzistor, unipolárny tranzistor, tranzistor ovládaný elektrickým poľom, tranzistor FET, FET-tranzistor, skr. FET z angl. field-effect transistor) je tranzistor využívajúci efekt poľa na zosilňovanie elektrických signálov.

Na rozdiel od bipolárnych tranzistorov (v ktorých je kolektorový prúd ovládaný pomocou prúdu bázy) sa v tranzistoroch ovládaných elektrickým poľom (FET) ovláda kolektorový prúd pomocou napätia medzi riadiacou elektródou a emitorom. Prenos prúdu sa vykonáva jedným druhom nosičov náboja (odtiaľ názov "unipolárny").

Rozdelenie

• Priechodový tranzistor riadený poľom (skr. JFET alebo NIG FET, kde J=junction, NIG = non-insulated gate):
  • Tranzistor riadený poľom s priechodom p-n (=tranzistor ovládaný elektrickým poľom s hradlom oddeleným priechodom p-n, poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným priechodom p-n, skr. PPN FET, resp. JFET v užšom zmysle alebo FET v užšom zmysle): Tieto tranzistory majú medzi hradlom a kanálom vytvorený priechod p-n, ktorý sa prevádzkuje polarizáciou v závernom smere.
  • MESFET: t.j. s priechodom kov-polovodič so Schotkyho hradlom
  • HEMT
• Tranzistor riadený poľom s izolovaným hradlom (skr. IG FET, kde IG = insulated gate):
  • Tranzistor riadený poľom s hradlovou dielektrickou vrstvou (=tranzistor ovládaný elektrickým poľom s hradlom oddeleným izolantom, poľom riadený tranzistor s hradlom izolovaným dielektrickou vrstvou, skr. MISFET, kde M=metal, I=insulator, S=semiconductor): Tranzistory tohto typu majú medzi hradlom a kanálom vytvorenú vrstvičku dielektrika. Delia sa na:
    • MOSFET (kde O=oxid) : t.j. s hradlom izolovaným oxidovou vrstvou)
    • MNSFET (kde N=nitride) : t.j. s hradlom izolovaným nitridovou vrstvou)
  • ISFET
  • ENFET
  • OFET
  • CNFET

Výhody a nevýhody

Výhody FET tranzistorov

• Vstupný odpor je 10¹⁰ Ω – 10¹⁵ Ω, vstupná kapacita 2 pF.
• Z hľadiska výrobnej realizácie si vyžadujú podstatne menší počet výrobných operácií. Zatiaľ čo realizácia bipolárneho obvodu TTL si vyžaduje 140 výrobných operácií, je pre realizáciu podobného obvodu s FET-tranzistormi potrebné len 40 výrobných operácií.
• Výstupný obvod je dokonale oddelený od vstupného obvodu.
• FET - tranzistory vykazujú v nízkofrekvenčných i vysokofrekvenčných zosilňovačoch veľmi malý vlastný šum.
• FET - tranzistory vykazujú malé nelineárne skreslenie.
• FET - tranzistory vykazujú veľmi dobré spínacie vlastnosti.
• Výkonové FET - tranzistory stále častejšie nahradzujú bipolárne tranzistory pre obvodovú jednoduchosť a lepšie vlastnosti.

Nevýhody FET tranzistorov

• Veľký rozptyl prahového napätia UT až niekoľko voltov (u bipolárnych tranzistorov cca 0,1V).
• Riziko poškodenia vstupu u IGFET-ov (MOSFET-ov).
• Klasické FET tranzistory majú nižšiu hornú medznú frekvenciu ako bipolárne tranzistory. Tento nedostatok odstraňujú moderné typy FET-ov (napr. HEMT).