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PSI22231 PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova.

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1 PSI22231 PSI 2223 – Introdução à Eletrônica Programação para a Terceira Prova

2 PSI ª Aula: O Transistor de Efeito de Campo Ao final desta aula você deverá estar apto a: -Contar um pouco da história do transistor de efeito de campo (FET) -Explicar porque empregamos os nomes MOSFET canal n ou MOSFET canal p -Mostrar o princípio de funcionamento do FET tipo MOS -Explicar o comportamento da corrente de dreno em um gráfico corrente de dreno em função da tensão dreno-fonte -Identificar as regiões triodo e de saturação, mostrando onde o transistor MOSFET possui uma relação ôhmica entre I D e V DS

3 PSI22233 Transistores de Efeito de Campo (FET – Field Effect Transistors) MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor) JFET (Junction) MESFET (MEtal-Semiconductor)

4 PSI22234 O Primeiro Transistor O físico Julius Edgar Lilienfeld patenteou o transistor em 1925, descrevendo um dispositivo similar ao transistor de efeito de campo (FET). No entanto, Lilienfeld não publicou nenhum artigo científico sobre sua descoberta nem a patente cita nenhum dispositivo construído. Em 1934, o inventor alemão Oskar Heil patenteou um dispositivo similar.

5 PSI22235 A patente do Primeiro Transistor (1925)

6 PSI22236 A patente do Primeiro Transistor (1925)

7 PSI22237 Transistor NMOSFET (M etal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, canal N, tipo Enriquecimento) S D G V DS V GS I DS N+ P Porta Porta(G-Gate) Dreno Dreno(D-Drain) Fonte Fonte(S-Source) Substrato(B-Body) Metal Óxido Sem.

8 PSI22238 S D G V DS V GS I DS Transistor NMOSFET (M etal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, canal N, tipo Enriquecimento) N+ Metal (condutor) Óxido de porta (isolante) L W FonteDreno x ox Porta V DS V GS P Substrato (ou Corpo) I DS N+

9 PSI22239 Transistor - NMOSFET Porta (G) Dreno (D) Fonte (S) Alumínio

10 PSI Lei de MOORE ( dobra a quantidade de transistores a cada 18 meses)

11 PSI Transistor NMOSFET

12 PSI : Se a Fonte e o Substrato estiverem aterrados, não haverá corrente na junção Fonte-Substrato. 2: Se a tensão aplicada no dreno for positiva, a junção dreno-substrato estará reversamente polarizada, e portanto não haverá corrente significativa nestes terminais. 3: A porta é isolada do substrato. Nesta condição não haverá corrente fluindo em nenhum dos terminais. Transistor NMOSFET : Região de Corte

13 PSI Lei de MOORE

14 PSI O Transistor FET moderno L porta = 35 nm t ox = 1.2 nm n = Silício tensionado de 2ª geração R on = NiSi para baixa resistência parasita FET tecnologia 65nm

15 PSI Transistores de Efeito de Campo (FET – Field Effect Transistors) MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor) JFET (Junction) MESFET (MEtal-Semiconductor)

16 PSI Transistor NMOSFET (M etal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, canal N, tipo Enriquecimento) S D G V DS V GS I DS N+ P Porta Porta(G-Gate) Dreno Dreno(D-Drain) Fonte Fonte(S-Source) Substrato(B-Body) Metal Óxido Sem.

17 PSI Transistor NMOSFET

18 PSI : Se a Fonte e o Substrato estiverem aterrados, não haverá corrente na junção Fonte-Substrato. 2: Se a tensão aplicada no dreno for positiva, a junção dreno-substrato estará reversamente polarizada, e portanto não haverá corrente significativa nestes terminais. 3: A porta é isolada do substrato. Nesta condição não haverá corrente fluindo em nenhum dos terminais. Transistor NMOSFET : Região de Corte

19 PSI : Quando a tensão aplicada na porta (V GS ) for acima da tensão de limiar (Vt – Threshold voltage), será formada uma camada de inversão composta de eletrons. 2: Uma região tipo N, chamada de canal de inversão, conecta as regiões de fonte e dreno. Nesta condição uma corrente fluirá do dreno para a fonte. Transistor NMOSFET : V GS > V t (tensão de limiar)

20 PSI Aplicando um pequeno valor de V DS (comportamento resistivo) N N P

21 PSI N N P A operação com o Aumento de V DS Figura 5.5


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