Sadržaj:

SAŽETAK ...........................................................................................................................2

UVOD ..................................................................................................................................3

1. BIPOLARNI TRANZISTORI ...........................................................................................5

1.1. Definicija i tipovi bipolarnih tranzistora ................................................................51.2. Princip rada bipolarnih tranzistora ...............................................................................61.3. Konstrukcija i tehnologija bipolarnih tranzistora .......................................................13

2. UNIPOLARNI TRANZISTORI.......................................................................................15

2.1. Definicija i tipovi unipolarnih tranzistora .........................................................152.2. Spojni (JFET) tranzistor ..................................................................................162.3. Metal oksidni (MOSFET) tranzistor .................................................................19

ZAKLJUČAK .............................................................................................................................21

LITERATURA ................................................................................................................................22

1

SAŽETAK

Tranzistori su poluprovonički elementi koji služe za pojačavanje signala. Svojom ulogom su zamijenili elektronske cijevi triode. Njihovim otkrićem je došlo do revolucije u informacionoj tehnologiji i čitav današnji svijet se zasniva na njihovoj brzini rada. U narednim stranicama ćemo se upoznati sa karakteristikama tranzistora.

Tranzistor - poluprovodnički element čija je funkcija kontrola električnih signala

Poluprovodnik - vrsta materijala čija je električna vodljivost između provodnika i izolatora

Elektron - negativno naelektrisana elementarna čestica koja se nalazi u omotaču atoma

Šupljina - „pozitivno“ naelektrisan prenosnik naboja kod poluprovodnika koji nastaje kada neki elektron napusti svoje mjesto

Električna struja - usmjereno kretanje elektrona kroz provodnik

2

UVOD

Tranzistori su poluprovodnički elementi koji sadrže oba tipa poluprovodnika (p-tip i n-tip) ali su građeni iz tri dijela što znači da moraju imati dva provodnika istog tipa. Oni služe za pojačavanje električnih signala, kao elektronička sklopka, za stabilizaciju napona, modulaciju signala i mnoge druge primjene. Osnovni su tvorni elementi mnogih elektroničkih sklopova, integralnih kola i računara. Prema načinu rada se dijele na bipolarne (eng. BJT – Bipolar Junction Transistor) i unipolarne (eng. FET – Field Effect Transistor) tranzistore. Rad bipolarnih tranzistora se zasniva na manjinskim nositeljima električnog naboja (elektronima u NPN-tipu i šupljinama u PNP-tipu) dok se rad unipolarnih tranzistora zasniva na vodljivosti većinskih nositelja naboja (elektroni u N-kanalnom a šupljine u P-kanalnom tipu).

Osnovni građevni elementi svakog tranzistora su: EMITER, BAZA i KOLEKTOR. Prave se od poluprovodničkih materijala a to najčešće budu germanij (Ge) ili silicij (Si). Poznato je da se poluprovodnički materijali obično ponašaju kao izolatori. Veze među atomima su najčešće kovalentne a elementi su četverovalentni. Međutim razlika između izolatora i poluprovodnika je u širini zabranjene zone (kod poluprovodnika ta širina iznosi od 1 do 1,5 eV) i zagrijavanjem poluprovodnika moguć je prelazak elektorna iz popunjene valentne trake u praznu provodnu. Ta vrsta vodljivosti kod poluprovodnika se naziva VLASTITA VODLJIVOST. Kod tranzistora se koristi drugi tip poluprovodničke vodiljvosti koja se naziva PRIMJESNA VODLJIVOST. Ona se zasniva na zamjeni jednog atoma silicija, germanija ili nekog drugog poluvodičkog elementa sa jednim trovalentnim ili petovalentnim elementom. Na taj način dobijamo P i N-tip poluprovodnika. U P-tipu glavni nosioci električne struje su ŠUPLJINE dok su u N-tipu glavni nosioci ELEKTRONI. Kod tranzistora, kao što je već ranije spomenuto, zastupljena su oba tipa poluprovodnika.

Otkriveni su 1947. godine od strane američkog fizičara Williama Shockleya. Prvi transistori su bili izvedeni od dotiranog germanija, a prvi silicijski transistor je proizvela kompanija Texas Instruments 1954. godine. Od otrkića tranzistora je usljedio brz razvoj poluprovodničke tehnologije i otkriće brojnih novih vrsta bipolarnih tranzistora. Prvi unipolarni MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor je otkriven 1960. godine. Oni su svojim otkrićem uveliko uticali na razvoj informatičke tehnologije i u potpunosti su iz upotrebe izbacili elektronske cijevi. Prednost tranzistora u odnosu na elektronske cijevi se ogleda u mnogo manjim dimenzijama, neuporedivo većoj brzini te oko million puta manjem utrošku energije. Najznačajnija upotreba tranzistora je upotreba kao sklopke (prekidača) koja upravlja i prekida strujni krugi u stanju je prekinuti struju u milijarditom dijelu sekunde što je kod elektronskih cijevi nezamislivo.

Otrkićem kristalnih (poluprovodničkih) diode i tranzistora počeo je razvoj tzv. MIKROELEKTRONIKE. Sav razvitak informatičke tehnologije je ovisan o razvoju

3

mikroelektronike jer mogućnosti kompjutera ovise upravo o brzini tranzistora kao sklopke. Bitna karakteristika tranzistora, mogućnost ubrzavanja rada smanjivanjem njegovih dimenzija, dovela je do pravljenja tzv. INTEGRIRANIH SKLOPOVA na čemu se zasniva “kompjuterska revolucija”.

4

BIPOLARNI TRANZISTORI

1.1. Definicija i tipovi bipolarnih tranzistora

Bipolarni tranzistori su tranzistori koji se sastoje iz dvije P-N veze tako da struja kroz jedan, bilo koji, dio tranzistora uzrokuje i protok struje kroz druga dva dijela. Sastoje se od baze (B), emitera (E) i kolektora (C). Prvi rad od bipolarnim tranzistorima su objavili Bradeen i Brattain 1948. godine, a prvi teorijski model je dao Shockley. Možemo podijeliti u na NPN tranzistore i PNP tranzistore. Kod NPN-tipa sporedni nosioci su šupljine dok su kod PNP-tipa sporedni nosioci elektroni. Način rada oba ova tipa je identičan.

Slika 1: Vrste bipolarnih tranzistora

5

1.2. Princip rada bipolarnih tranzistora

PN spojevi se u strujno kolo mogu priključiti na dva načina i to PROPUSNI (P-tip na pozitivni pol izvora) i NEPROPUSNI (P-tip na negativni pol izvora). Kod tranzistora veza između emitera i baze je direktno (propusno) polarizirana dok je veza između baze i kolektora inverzno (nepropusno) polarizirana. Ovaj tip polarizacije se naziva FORWARD ACTIVE MODE. Osim njega postoje još 3 tipa polarizacije a to su:

REVERSE ACTIVE MODE SATURATION CUT-OFF

Slika 2: Vrste polarizacije tranzistora

Samim dodirivanjem dva različita tipa poluprovodnika odvija se specifičan proces uz samu granicu spoja kojeg se ne odvija niti u jednom drugom dijelu spoja pa se to usko područje dodirivanja naziva GRANIČNA ZONA. Dodirivanjem dva spoja, glavni nosioci i iz P i iz N-tipa prelaze difuzijom u drugo područje. Iz N-tipa elektroni prelaze u P-tip dok šupljine prelaze iz P u N. Prelaskom elektrona iz N u P, u graničnoj zoni postaje dominantan pozitivan naboj donora dok prelaskom šupljina iz P u N u graničnom zoni

6

postaje dominantan negativan naboj akceptora. Zbog tih prelazaka šupljina i elektrona u graničnoj zoni, granični dio P-tipa se naelektriše negativno a granični dio N-tipa se naelektriše pozitivno. Time se uspostavlja električno polje usmjereno od pozitivnog naelektrisanja ka negativnom odnosno od N-tipa ka P-tipu. Što se više povećava broj čestica koje prelaze iz jednog spoja u drugi, time se povećava i jačina električnog polja. Elektroni i šupljine će prelaziti sve dok električno polje ne ojača toliko da će sprečavati prelazak nosioca električne struje. Na taj način električno polje predstavlja prepreku za daljni protok električne struje. To polje nazivamo POTENCIJALNA BARIJERA. Međutim, to polje ne predstavlja prepreku za kretanje sporednih nosioca naelektrisanja. Šupljine iz N-tipa se mogu kretati u smjeru polja kao i elektroni iz P-tipa koji se mogu kretati u suprotnom smjeru polja ali njihovo kretanje ne predstavlja značajnu struju pa nju i ne uzimamo u obzir.

Da bi omogućili daljnji protok struje, potrebno je djelovanje nekog vanjskog električnog polja čiji će smjer biti suptrotan smjeru unutrašnjeg električnog polja, a intenzitet jači. Stoga se P-N (ili N-P) spoj priključuje na izvor istosmjerne struje. Kada posmatramo P-N spoj, P-tip priključimo na pozitivan pol, a N-tip priključimo na negativan pola izvora. Ovakav način spajanja na vanjski izvor naziva se DIREKTNA ILI PROPUSNA POLARIZACIJA. Ovo vanjsko polje će dovesti do slabljenja unutrašnjeg električnog polja, što će omogućiti ponovno gomilanje glavnih nosioca električne struje u graničnoj zoni. Na ovaj način će se omogućiti prelazak velikog broja elektrona iz N u P-tip kao i prelazak šupljina iz P u N-tip i tako će se opet uspostaviti protok električne struje.

Postoji i drugi tip polarizacije koji se naziva INVERZNA POLARIZACIJA. Kod nje se N-tip priključi na pozitivan a P-tip na negativan pol. Ovaj način polarizacije onemogućava protok struje kod dioda dok kod tranzistora omogućava ali o tome ćemo nešto kasnije.

Kod NPN bipolarnih tranzistora je između emitera i baze uspostavljena direktna polarizacija. Na taj način vanjski izvor slabi unutrašnje električno polje i omogućava prelazak elektrona iz N-tipa u P-tip kao i šupljina iz P-tipa u N-tip. Time su elektroni prešli iz emitera u bazu. Sad slijedi još jedna granična zona između baze, koja je P-tip, i kolektora, koji je N-tip. Između baze i kolektora je uspostavljena inverzna polarizacija što bi trebalo onemogućiti daljnji tok struje. Međutim, elektroni će opet uspjeti u velikom broju preći iz baze u kolektor tj. najprije iz emitera u bazu pa onda iz baeze u kolektor. To možemo objasniti time što su elektroni došavši u bazu postali sporedni nosioci naboja jer je on, kao što smo već više puta napomenuli, P-tip poluprovodnika, a potencijalna barijera ne utiče na kretanje sporednih nosioca naelektrisanja. Time su elektroni u velikom broju prešli iz emitera u kolektor ali uvijek uzimamo tehnički smjer kretanja struje pa će ona na slici izgledati kao da elektroni idu iz kolektora u emiter.

Međutim time se ne završava proces toka struje kroz tranzistor. Daljnjim termičkim zagrijavanjem baze, dolazi do stvaranja novih parova elektron-šupljina. Jedan dio tih elektrona će kao sporedni nosioci preći u kolektor doprinoseći ukupnoj struji drugi dio elektrona će biti privučen pozitivnim potencijalom napona između baze i emitera (na slici 2 VBE) i oni će predstavljati BAZNU STRUJU. Ta struja će imati smjer kao na slici 2 jer se elektroni fizički kreću ka pozitivnom polu, a struja čini njihovo kretanje u suprotnom smjeru. S obzirom na tok bazne struje, ovaj krug emiter-baza se naziva BAZNI KRUG. Time se jasno pokazuje da je za proticanje struje kroz tranzistor neophodno objezbijediti 2 strujna kruga, BAZNI I KOLEKTORSKI.

7

Bitna karakteristika tranzistora je i to što kolektorska struja uveliko zavisi od bazne struje. Male promjene bazne struje mogu izazvati velike promjene na intenzitetu kolektorske struje, Iz toga onda i proizilazi osnovna uloga tranzistora kojom je zamijenila elektronski cijev triodu, a to je uloga POJAČIVAČA ELEKTRIČNIH SIGNALA.

Iz Kirhofovog pravila koja važe za kretanje struja koje se sastaju u jednoj tački i razilaze u jednoj tački, vidimo da je:

Pošto je bazna veoma slaba jer se radi o malom broju nosioca te struje, onda slijedi da su ukupna i kolektorska struja približno jednake:

Kao što je već rečeno, ukupna struja u tranzistoru zavisi od bazne struje. Kada je bazna struja jednaka nuli onda struja uopće ne teče kroz tranzistor. Za male promjene bazne struje dobijamo velike promjene ukupne ili kolektorske struje. Zato se za te dvije struje uvodi FAKTOR POJAČANJA koji se obilježava grčkim slovom β:

Na datom grafiku primjećujemo ranije spomenutu zavisnost kolektorske struje od bazne tj. da male promjene intenziteta bazne struje izazivaju velike promjene intenziteta kolektroske struje.

8

Protok struje kroz tranzistor možemo posmatrati i pomoću energetskih zona. Na prvoj slici ćemo pokazati energetske nivoe NPN tranzistora kada on nije priključen na izvor. Kod emitera i kolektora elektroni su u provodnoj zoni dok su kod baze šupljine u valentnoj zoni. Međutim prelaz nije moguć jer ga onemogućavaju zaporni slojevi.

Slika 3: NPN tranzistor prije priključivanja na bilo koji izvor

Razmotrimo sada šta se dešava kada je između B i C priključen neki proizvoljni napon (ovdje je uzeto 10 V) i to u nepropusnom smjeru. Taj polaritet pojačava potencijalnu barijeru koja razdvaja elektrone iz C i šupljine iz B te uzrokuje proširenje zapornog sloja između B i C

9

Slika 4: NPN tranzistor sa priključenim naponom između baze i kolektora

Sada priključimo izvor između E i B u propusnom smjeru intenziteta 0.5 V. Napon izvora stvara električno polje intenziteta jačeg od jačine unutrašnjeg električnog polja te „gura“ elektrone iz E u B. Kada elektroni dospiju u u bazu koja je P tip oni postaju, kao što je ranije rečeno, sporedni nosioci i bez problema idu u kolektor koji je pozitivno polariziran. Dakle struja u tranzistoru se uspostavlja uspostavom napona između E i B a jačina te struje uopće ne zavisi od napona između B i C.

Slika 5: Kretanje naelektrisanja kroz NPN tranzistor

Većina elektrona koji pređu u B se direktno kreću prema C, a napon na C je dovoljno jak da ih „izvuče“ iz B. Međutim, neki elektroni se na putu kroz pazu „izgube“ tako što naiđu na šupljinu i rekombinuju se s njom. Zbog napona između B i E ti „uhvaćeni“ elektroni se odstranjuju iz baze pri čemu se održava broj šupljina. Kod većine praktičnih tranzistora broj slobodnih elektrona koji pri prelazu iz E u B bivaju rekombinovani je 1%. To znači da je bazna struja IB oko 100 puta manja od struje emitera IE. Razlika ove dvije struje se naziva kolektorska struja IC.

10

Slika 7: Prikaz toka bazne struje kroz NPN tranzistor

Budući da tranzistor ima samo tri priključka, oni se ugrađuju u električne sklopove tako da je jedna njihova elektroda zajednička ulaznom i izlaznom krugu. Osim toga, kolektor uvijek mora biti na izlaznom krugu. U vezi s tim, primjenjuju se tri načina uključivanja tranzistora u strujni krug:

Sklop zajedničke baze

Sklop zajedničkog emitera

11

Sklop zajedničkog kolektora

U praksi se najčešće koristi sklop zajedničkog emitera jer je u toj sprezi snaga potrebna za upravljanje tranzistorom najmanja, a pojačanje najveće.

12

1.3. Konstrukcija i tehnologija bipolarnih tranzistora

Tačkasti tranzistori imaju dva šiljasta kontakta pritisnuta na kristal Ge N-vodljivosti koji služi kao baza. Razmakom između kontakata određena je širina baze ( reda mikrometara ). Ispod pritisnutih kontaktnih šiljaka sami se stvaraju tanki P-vodljivi slojevi. Formiranjem pomoću jakih strujnih impulsa taj se P-sloj ispod šiljaka kolektora još i proširuje. Šiljci sa svojim P-slojevima tvore emiter i kolektor. Baza je spojena na metalno kućište. Ova vsta tranzistora danas se više ne primjenjuje.

Vučeni tranzisori dobivaju se izvlačenjem kristala Ge ili Si iz njihove taline. Talina se naizjenično dopira donorima i akceptorima i tako se dobije struktura PNP ili NPN na izvučenoj šipki monokristala. Šipka se nakon hlađenja reže , a pojedinim se odsječcima dodaju omski priključni kontakti. Na ovom su se principu izrađivali prvi slojni tranzistori.

Legirani tranzistori dobivaju se legiranjem germanijumske šipke ili ploče kuglicama indijuma N tipa. Indijum prodire u toku procesa legiranja s obje strane germanijuma stvarajući u njemu područja P tipa. Na taj se naćin dobije s jedne strane kolektor , a s druge strane emiter. Uski dio šipke ili pločice između dva legirana dijela, koji je ostao N vodljiv , služi kao baza.tranzistor se ugrađuje u kućište koje je ispunjeno nekim toplinskim dobro vodljivim materijalom, anjegovi se izvodi vode kroz stakleno dno iz kućišta. Ovako se danas izrađuju tranzistori za niske frekvencije.

Upotrebom difuzije zajedno s legiranjem mogu se dobiti tranzistori sa vrlo uskom bazom. Difuzija se sve više primjenjuje.

Mesa tranzistori. Difuzijom akceptora u Ge poluprovodnik tipa N dobiva se sloj tipa P koji će činiti bazu. Zatim se difuzijom donora u samo jedan dio P-vodljivog sloja stvara opet N-tip koji čini emiter, a sloj tipa P ispod njega postaje vrlo tanak. PN-spojevi se zaštićuju ,a zatim se jetkanjem odstranjuje sav suvišni materijal oko tranzistora tako da iz osnove viri samo još konstrukcija tranzistora kao neka visoravan (špan. Mesa = visoravan). Ovi se tranzistori primjenjuju najčešće za visoke frekvencije.

13

Planarni tranzistori dobivaju se pomoću difuzije a primjenom tv . planarne tehnike. Podloga od N-vodljivog Si koja služi kao kolektor, služi kao osnova. Njena polirana površina se oksidira, jetkanjem se taj zaštitni sloj skida na određenim mjetima i kroz tako nastalu masku difundiraju primjese, čime se stvara P-vodljiva zona. Ponovnim oksidiranjem i jetkanjem određenih manjih ploha stvara se mijesto za emiter. Drugom difuzijom sa primjesama suprotnog tipa u predio dobiven baznom difuzijom stvara se N-vodljiva zona emitera.. nakon ponovnog oksidiranja jetkanjem se naprave otvori za priključke. Napareni metalni sloj aluminijuma skida se sa svih nepotrebnih mijesta jetkanjem , nakon čega se privare priključne žice za emiter i bazu i prilemi kolektor na metalni mosač, koji ujedno služi kao kontakt.

Epitaksijalni planarni tranzistori . Osim difuzije ovdje se primjenjuje i epitaksija ( tj. rast monokristala na podlozi istog sastava ). Ovaj se postupak primjenjuje za dobivanje slojeva različite koncentracije. Poboljšana svojstva postižu se ako se na poluprovodnik N tipa , koji služi kao kolektor , prije difuzije nanese tzv . epitaksijalni sloj Si poluprovodnika istog tipa ali velikog specifičnog otpora.

Fototranzistori su slojni bipolarni tranzistori koji rade na istom principu kao i fotodiode. Kolektorska barijera je fotoosjetljiva, a uslijed tranzistorskog efekta dobiva se veća osjetljivost nego kod diode. Osvjetljavanjem nepropusno polarizirane kolektorske barijere generiraju se u njoj parovi nosilaca, koji, jednako kao bazna struja običnog tranzistora, uzrokuju ubacivanje manjinskih nosilaca kroz emitersku barijeru.

Dobivene strukture zatvaraju se u metalna ili plastična hermetički zatvorena kućišta koja imaju izvode za emiter, kolektor i bazu. Vrlo tankim žicama spajaju se prije samog zatvaranja kućišta izvodi sa pripadnim dijelovima na poluprovodničkoj strukturi. Tranzistori namijenjeni za velike snage imaju kućišta s velikim rashladnim površinama , a kolektor je spojen najčešće na samo kućište.

Slika 8: Vrste bipolarnih tranzistora

14

UNIPOLARNI (FET) TRANZISTORI

2.1. Definicija i tipovi unipolarnih tranzistora

Kod unipolarnih tranzistora, za razliku od bipolarnih, u vođenju struje učestvuje samo jedna vrsta naboja (ili elektroni ili šupljine). Nazivaju se još TRANZISTORI S EFEKTOM POLJA (eng. FIELD-EFFECT TRANSISTOR, skraćeno FET). Svojstvo im je da imaju velik ulazni otpor te ih možemo smatrati naponski upravljanim aktivnim izvorom. Unipolarni tranzistori, u zavisnosti o tehnologiji izrade, mogu biti:

Spojni (eng. Junction field-effect transistor, JFET) S izoliranim vratima (Insulated gate FET, IGFET) Metal oksidni (eng. Metal oxide semiconductor FET, MOSFET) Vertikalni metal oksidni (eng. Vertical metal oxide semiconductor FET,

VMOSFET)

Unipolarni tranzistori se obzirom na tip poluprovodnika mogu podijeliti na N-kanalne i P-kanalne, a obzirom na dopiranje mogu biti OBOGAĆENI I OSIROMAŠENI. U ovom radu ćemo opisati rad JFET i MOSFET unipolarne tranzistore. Tranzistori se efektom polja se uglavnom upotrebljavaju za proizvodnju kompjuterskih čipova jer pomoću njih se mnogo jednostavnije može upravljati jačinom električne struje.

15

2.2. Spojni (JFET) tranzistor

Slika 8: Kanalni tipovi JFET tranzistora I pored značajne razlike između unipolarnih i bipolarnih tranzistora, možemo uspostaviti određenu analogiju. JFET tranzistor čini jedan veći komad poluprovodnika P ili N tipa u koji je s jedne strane ugrađen jedan manji uzorak poluprovodnika suprotnog tipa. I ovaj tranzistor ima 3 priključka (elektrode) kao metalne pločice od kojih se dva nalaze na većem dijelu poluprovodnika dok je preostala elektroda priključena na umetnuti dio. Elektrode kod ovog tipa tranzistora su:

VRATA (G) UVOD (S) ODVOD (D)

Područje ispod umetnutog dijela poluprovodnika se naziva KANAL. Vrata i uvod tranzistora se spajaju inverzno, što znači da će vrata biti na negativnoj a uvod na pozitivnoj polarizaciji.

16

Slika 10: JFET tranzistori sa uspostavljenim naponom između vrata i uvoda

Pošto se radi o inverznom spoju, između vrata i uvoda se uspostavlja potencijalna barijera na graničnom spoju P i N-tipa i to područje će biti bez nosilaca struje. Uspostavljanje te barijere smanjuje kanal koji predstavlja put elektrona od uvoda do odvoda. Na taj način pomoću se naponom između vrata i uvoda može upravljati veličinom potencijalne barijere i veličinom kanala kroz koji se nosioci naboja kreću. Međutim, za uspostavljanje struje kroz ovaj tranzistor potrebno je još jedno strujno kolo, kao i kod bipolarnih tranzistora.

17

Slika 11: Tok struje kroz JFET tranzistor

Slično kao kod bipolarnih tranzistora gdje smo baznom strujom upravljali kolektorskom strujom, ovdje ćemo naponom UGS posredno upravljati strujom kroz spojni tranzistor i to povećajući i smanjujući potencijalnu barijeru. Dodatni izvor napona između uvoda i odvoda (UDS) omogućit će stvaranje novog električnog polja uspjerenog od D ka S i na taj način omogućit će kretanje nosioca naboja s jenog kraja tranzistora na drugi. Ovdje vidimo da se kretanje nosioca naelektrisanja, za razliku od bipolarnih tranzistora, ne vrši kroz granična područja nego kroz kanal koji se nalazi u istom tipu poluprovodnika.

Slika 12: Simbolni prikaz JFET tranzistora18

2.3. Metal oksidni (MOSFET) tranzistor

Slika 13: MOSFET tranzistor

MOSFET tranzistor ima još bolje karakteristike za izgradnju integriranih sklopova. Ovaj tranzistor u osnovi ima jedan veći dio N ili P-tip poluprovodnika dok su sa dvije strane ugrađena dva manja dijela suprotnog tipa poluprovodnika. Također ima 3 priključka tj. metalne pločice koje predstavljaju elektrode. Jedna pločica umetnutog poluprovodnika predstavlja uvod dok druga predstavlja odvod. Prostor između te dvije pločice se popunjava sa SiO2, silicijevim oksidom, pa tek na njega ide metalna pločica koja predstavlja vrata. Provodni kanal se uspostavlja između dva manja dijela suprotnog poluprovodnika. Pošto vrata MOSFET tranzistora nisu u direktnom kontaktu sa poluprovodnikom, potrebno je uvesti novu elektrodu koju ćemo označiti sa B i ona će se također uključiti u strujni krug. I u ovom tranzistoru će se širina propusnog kanala kontrolisati pomoću napona između vrata i uvoda ali će u ovom slučaju, kao što je ranije pomenuto, na poluprovodnik djelovati dodatna elektroda B. Nosioci naelektrisanja će se kretati kroz kanal i ići će od jednog do drugog umetnutog dijela poluprovodnika. Napon između uvoda i odvoda će tjherati na kretanje nosioce naboja od jednog do drugog dijele umetnutog provodnika.

19

Slika 14: Ovisnost intenziteta struje kroz MOSFET o naponu

Na slici možemo primjetiti povećavanje intenziteta električne struje kroz tranzistor u zavisnosti od dva napona koji su neophodni za tok struje. Vidimo da će se povećavanjem UDS i UGS jačina struje povećavati do određene vrijednosti. Daljnje povećanje spomenutih napona neće uticati na daljnji rast intenzita struje i ona će stagnirati tj. bit će konstantna. Ta struja se naziva STRUJA ZASIĆENJA. Daljnjim povećavanjem napona doći će samo do zagrijavanja tranzistora i ako napon povećamo toliko da za tu njegovu vrijednost temperatura tranzistora pređe tačku topljenja polumetala od kojeg je on sačinjen, doći će do kvara tranzistora i tada on više neće biti moguć za upotrebu.

20

Slika 15: Simbolne oznake MOSFET tranzistora

ZAKLJUČAK

Tranzistori su danas neizostavan dio informatičke tehnologije. Njihovo otkriće možemo nazvati revolucionarnim jer je čitava današnja tehnologija i čitav današnji svijet zasnovan na njihovom radu kao integralnog čipa. Puno su praktičniji i neusporedivo brži od starih elektronskih cijevi. Upravo će od daljnjeg razvoja tranzistora zavisiti mogućnosti kompjutera u budućnosti, a samim tim i daljnja čovjekova istraživanja.

21

Literatura:1. G.I. Epifanov: „Fizika čvrstog stanja“2. Ž. Butković, J. Divković Pukšec, A. Barić: „Elektronika 1“3. Izvori s interneta

22

Zapažanje mentora: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ocjena maturskog rada: _________________ (__)

Pitanja za usmenu odbranu maturskog rada:

1. ______________________________________________________________________________________________________

2. ______________________________________________________________________________________________________

3. ______________________________________________________________________________________________________

Ocjena odbrane maturskog rada: ________________ (__)

Komisija:1. ______________________2. ______________________3. ______________________

23

24