12.11 : ترانزستور التأثير الميداني

تعد الترانزستورات ذات التأثير الميداني (FETs) جزءًا لا يتجزأ من الدوائر الإلكترونية وتتميز بإعدادها ثلاثي الأطراف: البوابة والصرف والمصدر. تعمل هذه الترانزستورات كأجهزة أحادية القطب، والتي تستخدم إما الإلكترونات أو الثقوب كحاملات للشحنة، على عكس الترانزستورات ثنائية القطب، التي تستخدم كلا النوعين من الناقلات. تتمثل الوظيفة الأساسية لـ FET في تعديل تدفق هذه الموجات الحاملة من المصدر إلى المصرف عبر القناة. يتحكم فرق الجهد بين أطراف البوابة والمصدر بشكل مباشر في موصلية هذه القناة.

يتم تصنيف FETs على نطاق واسع بناءً على هيكل صمامات البوابة الثنائية الخاصة بها إلى Junction-FETs (JFETs)، وFETs من أشباه الموصلات المعدنية (MESFETs)، وFETs من أشباه الموصلات المعدنية والأكسيدية (MOSFETs). تعمل JFETs عن طريق تمديد تقاطع pn لقناة البوابة للتحكم في موصلية القناة، مما يجعلها فعالة للغاية في الدوائر التناظرية بسبب مقاومة الإدخال المنخفضة. تُفضل أجهزة MESFET، التي تستخدم الثنائيات المعدنية لأشباه الموصلات لتصحيح الاتصال، في تطبيقات الموجات الدقيقة بسبب استجابتها القوية عالية التردد ودرجات حرارة التصنيع المنخفضة. من ناحية أخرى، تعد الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) النوع الأكثر انتشارًا، وتشتهر بممانعتها العالية للمدخلات وتطبيقها المتكرر في الدوائر الرقمية.

ويمكن تمييز كل نوع من أنواع FET أيضًا بناءً على مادة أشباه الموصلات الخاصة بالقناة، مما يلبي الاحتياجات التكنولوجية المحددة. تُستخدم FETs على نطاق واسع في مكبرات الصوت والمفاتيح ومنظمات الجهد. وتشمل مزايا تصميمها مقاومة المدخلات العالية، والاكتناز، وانخفاض مستوى الضجيج، وانخفاض استهلاك الطاقة، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص على الترانزستورات التقليدية ثنائية القطب في العديد من التطبيقات. تؤكد هذه الميزات على تعدد استخدامات FETs وفائدتها في مجموعة واسعة من المكونات والأنظمة الإلكترونية.