ترانزیستور با حرکت الکترون زیاد که مخفف عبارت انگلیسی آن HEMT است نوعی ترانزیستور اثر میدانی و یا اصطلاحا همان فت است که طوری طراحی شده که در فرکانس های مایکروویو کارآیی بالایی داشته باشد .از خصوصیات ویژه این ترانزیستور ضریب نویز کم در فرکانس های مایکروویو است . دوستانی که با نوسان کننده های مایکروویو کار کرده اند میدانند که نویز موردی است که باید آنرا در نوسان کننده های با ارتعاش بالا حل کرد تا از کیفیت نوسان اصلی نکاهد .
بوجود آوردن این ترانزیستور سالهای زیادی طول کشید و چندین سال بعد که ترانزیستور های معمولی اف-ای- تی یا \"فت\" به بازار امد هنوز این ترانزیستور وجود نداشت .
ایدهء مشخصی که این ترانزیستور بتواند بعنوان یک نوسان کنندهء موج حامل مایکروویو بکار رود اولین بار در سالهای 1969 بررسی شد اما تا سال 1980 ترانزیستوری که بتواند این کار را بکند هنوز به بازار نیامده بود . در این سال بود که اولین نوع آن برای تست کردن آماده شد و در سالهای 1980 تست روی آن شروع گردید اما بخاطر بهای بالای آن المانی با کاربرد کم تصور میشد . اکنون که بهای آن تا حدی کاهش یافته است کاربرد آن در حال گسترش است و حتی دارد راهش را به استفاده در بازار تلفن های همراه باز میکند .
.ساختمان ترانزیستور :
اساسی ترین قسمت این ترانزیستور اثر میدانی در مقطع یا برخوردگاه (junction) PN ویژه ایست که این ترانزیستور داراست .این جانکشن بنام هترو جانکشن موسوم است و آن برخوردگاهی است که مواد مختلفی در دوطرف P و N قرار دارد معمولی ترین این مواد آرسانید ِآلومینیوم گالیم AlGaAs و آرسانید گالیم GaAs است . علت اینکه از آرسانید گالیم در دو طرف آن استفاده شده برای اینست که حرکت الکترون را در آن ارتقا دهند و این عمده ترین کار برای یک ترانزیستور در نوسان های بالاست .
چرا در ترانزیستور های سلیکان معمولی این اتفاق نمیافتد برای این است که سیلیکان دارای تحرک الکترونی خیلی کمتری است و به همین دلیل در HEMT ها از آن استفاده نمیشود و از موسفت استفاده کرده اند .
ساختمان های گوناگونی وجود دارند که میشود HEMT ها را بر اساس آنها ساخت اما تمام آنها دارای یک نوع فرآیند برای تولید هستند .
در ابتدا یک لایه حقیقی از آرسانید گالیم را روی لایه دیگری از آرسانید گالیم شبه عایق میگذارند، ضخامت این دو لایه یک میکرن است . بعدا لایه دیگری به ضخامت 30 تا 60 انگسترم از آرسانید آلومینیم گالیم (با هم بخوانید) را را در روی لایه قبلی قرار میدهند . هدف اینست که مطمئن شوند که تحرک الکترونی زیاد با این لایه ها ممکن شود . لایه دیگری از آرسانید آلومینیم گالیم دیگری به ضخامت 500 میکرن در روی لایه های قبلی قرار میدهند که در شکل دیده میشود .کنترل برای ایجاد ضخامت بسیار دقیق در این مرحله لارم است و فن آوری مخصوصی برای کنترل کردن آن لارم است .
دو ساختمان اصلی در این شیوه تولیدی بکار میرود.1
- 1- یکی از این ساختمان ها یون های خود جفت شونده پیوندی نام دارد
-
- 2- و نوع دوم ساختمان با گیت تو رفته نامیده میشود .
در شیوه اول یون های جفت شده گیت ترانزیستور را تشکیل میدهند و و بعد درین(D) و سورس (S) روی آن گذاشته میشود که کوناکت های فلزی بیش نیستند ، همچنین کوناکت های سورس و درین ممکن است گاهی از فلز ژرمانیم ساخته شده باشند اما گیت (G) از فلز تایتانیوم ساخته شده است که یک طرفه گی وارونهء کوچکی (reverse biased) را تشکیل میدهد که بی شباهت به فت های گالیم آرسانید نیست .
در شیوه ساختمانی گیت دارای فرورفتگی یک لایه دیگر ماده N از آرسانید گالیم را میگذارند که با وصل شدن به درین و سورس کنتاک ها ساخته شوند . اینها در شکل نشان داده شده .اینها به شیوه عکاسی در روی این مواد حکاکی میشود . اندازه گیت و کانال (کانال مقصود P-N channel است) خیلی کوچک است و ولتاژ آستانه ای (threshold) ترانزیستور توسط این ضخامت معین میشود .ضخامت گیت معمولا 4/1 میکرن است که این المان با ساختمان ویژه را قادر به نوسان با فرکانس های بالا با کار آیی خوب میسازد.
کار این ترانزیستور :
کار این ترانزیستور ویژه HEMT با انواع دیگر FET تفاوت دارد و قادر است کار فوقالعاده پیشرفته ای نسبت به خانوادهء FET ها و یا FET MOSاز ترانزیستور ها انجام دهد .
تعداد زیادی از اکترون های ناحیهء N از میان شبکه کریستال عبور کرده و خود را نزدیک هتروجانکشن (hetero-junction) و یا بهتر بگوییم جانکشن نوع جدید نگه میدارند این لایه فقط ضخامت یک لایه را دارد که تشکیل چیزی را میدهد که اصطلاحا آنرا گاز الکترونی دو بعدی مینامند ، در این لایه است که الکترون ها به آسانی میتوانند به حرکت درآیند زیرا چیری که الکترون از دست دهد در آن وجود ندارد و بنابراین الکترونها به هم اصابت نمیکنند . خاصیت تحرک پذیری و یا حرکت الکترون ها در این به اصطلاح گاز خیلی بالاست .
پتانسیلی که به گیت در این ترانزیستور وصل میشود یک محیط دایودی از نوع شاتکی (schottky) تشکیل میدهد که برای مادوله کردن فرکانسی که از گاز الکترونی دوقطبی تشکیل شده بکار میرود بعبارت دیگر کنترل پتانسیل وصل شده به گیت مادولاسیون را کنترل میکند و همزمان شدت جریان جاری در ترانزیستور هم با آن کنترل میشود . اینرا میتوان با نوع معمولی FET ها مقایسه کرد که اندازهء فیزیکی کانال P و N را با ولتاژ گیت کنترل میکنیم .
کاربرد
همت ها (HEMT) اصولا برای کاربرد در سرعت در نوسان های زیاد بوجود آمده اند وقتی این المان بوجود آمد در تست ها دیده شد که ضریب نویز خیلی پایینی دارد و این طبیعت محیط گازالکترونی دو بعدی است که باعث میشود برخورد الکترون ها به هم صورت نگیرد و در بالا توضیح داده شد . (توضیح از من دارا) توجه دارید که مقاله دارد شما را رجوع میدهد به حقیقتی که مهندسین الکترونیک خوب آنرا میدانند و آن نویز است که حاصل فعل و انفعال الکترون هاست اما چون در این محیط تصادم الکترونی صورت نمیگیرد به همان دلیل نویز هم تولید نمیشود و این واقعا امر مهمی است .
به خاطر پایین بودن نویز در این ترانزیستور ها از آن بطور وسیعی در تقویت کننده های سیگنال کوچک و کم مقدار استفاده میشود از آنها در تقویت کننده های قدرت ، نوسان کننده ها و میکسر ها یی که کاری تا حد 60 گیگا بایت و حتی بیشتر انتظار میرود استفاده میشود و از آن بعنوان ترانزیستور نهایی تا فرکانس های تا مرز 100 گیگا هرتز نام برده میشود .
این شرکت مطلب زیر را اضافه کرده است :
این سایت توسط متعلق به شرکت مخابرات Adrioاست و توسط آن اداره میشود تمام اطلاعات آن متعلق به این شرکت است و اجازه کپی کردن را به کسی نمیدهد و فقط به کسانی اجازه کپی میدهد که آنرا برای استفاده خصوصی بکار ببرند اما اجازه لینک کردن به این وب سایت را به اشخاص میدهد . در حالیکه کوشش شده تا از دقیق بودن اطلاعات آن مطمئن باشیم هیچ مسئولیتی توسط این شرکت بخاطر استفاده از آن پذیرفته نمیشود . اگر از این سایت استفاده میکنید این به منزله پذیرغفتن این قرار داد است
من دارا آنرا برای استفاده دوستان ترجمه کردم و کوشش کردم که اصطلاحات فنی را همانگونه که قابل فهم برای هممیهنان عزیز باشد بکار ببرم و انتقال معنی را در درجه اول اهمیت قرار دادم و از ترجمه عبارت به عبارت آن خوداری کردم اگر نقصی یا سوء تفاهمی در بعضی مطالب بیابید لطفا به من اطلاع دهید تا آنرا دوباره ترجمه کنم .
امتیاز: 0.00
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از
صفحه قبلی
اقدام کنید.
توجه کنید --نوسان کننده های میکروویو با قدرت خیلی پایین اگر میسازید که در حد چند میلی وات باشند را حتی برای احتیاط به سر خود نزدیک نکنید این طول موج ها با نیروی حتی پایین میتوانند باعث آب مرواری در چشم شوند و به آن صدمه دائمی برسانند. برای این باید کمی بیشتر دقت کرد زیرا این امواج مانند لیزر مرئی دیده نمیشوند و شما آنرا نمیبینید. اجاق های مایکرویو شما 1000 تا 2000 وات ممکن است باشند اما امواج آنها داخل محفظه اجاق هستند و آسیب نمیرسانند.
) .
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!