[wpfp-link]
Bu yazıda fet, jfet ve mosfet üzerine çeşitli bilgileri derleyeceğiz. İnternet ortamında zaten olan bilgileri yeniden yazmak yerine linklerden de faydalanarak bu konuyu ayrıntılı bir şekilde işlemeyi düşünüyoruz.  www.elektronikhobi.net olarak fet ve mosfet hakkındaki en kapsamlı konuyu hazırlamak. Anlatım kolay olsun diye maddeler halinde konuyu işledik. Konuya bu konuda çeşitli videoları da ekledik.

1. Fet, jfet, mosfet tanımları ve şekilleri için buraya bakabilirsiniz.

2. Bu konudaki Milli eğitim bakanlığının hazırladığı pdf dökümanına buradan ulaşabilirsiniz.

3. Bu konudaki ayrıntılı hesaplamalara buradan ulaşabilirsiniz. (ingilizce)

4. Fet (alan etkili transistör)  tarihi viki sitesinde şu şekilde ifade edilmiştir:

Alan Etkili Transistörlerin (AET) tarihi 1920’lere kadar uzanır. Fakat, üretilmesindeki zorluklar nedeniyle ancak 1960’larda ilk alan etkili transistörler gerçekleştirilebilmiştir. AET yapısı, silikon kristal ile silikon-dioksid arasında çok temiz bir arayüz olmasında dayandığı için yarı iletken teknolojisi yeteri gelişmeden güvenilir bir yapıda üretilememiştir.

Temelde, alan etkili transistörler iletken, yalıtkan ve yarı iletken oluşan bir sığa yapısına sahiptirler. İletken ile yarı iletken arasındaki gerilim değiştirilerek, yalıtkanın hemen altındaki yarı iletken bölgesindeki yük taşıyıcılarının işareti ve yoğunluğu değiştirilebilir. Yarı iletken malzemedeki yük taşıyıcıların yoğunluğunun değişmesiyle, iletkenliği de değişir. İki terminal (kaynak ve savak) eklenerek, iletkenlikteki bu modulasyon kullanılarak bu terminaller arasındaki akım, üçünçü bir terminalle (kapı) kontrol edilebilir. Kapı terminali iletkene bağlıyken, kaynak ve savak terminalleri birer jonksiyonla gerçekleştirilirler.

Alan Etkili Transistörler özellikle sayısal tümleşik devrelerin tasarımında tercih edilmektedir. Bunun birkaç nedeni vardır:

  1. Kapı terminaliyle transistörün geri kalanı arasında yalıtkan bir malzeme olduğu için, transistörün düşük frekanslardaki giriş direnci sonsuzdur.
  2. Kapı terminaliyle kaynak terminali arasındaki gerilim eşik geriliminin altına indirilerek, kaynak ve savak arasındaki akım tamamen kesilebilir. Böylece ideal bir anahtarı, bir alan etkili transistörle gerçekleştirmek olanaklıdır.
  3. Alan etkili transistörleri, bir silikon malzeme üstünde çok yoğun olarak fotolithografik yöntemleri kullanarak üretmek mümkündür. Böylece her bir transistör başına düşen üretim maliyeti çok düşürülebilir.

5.  Wiki sayfasından alan etkili transistörlerin çeşitleri şu şekilde sıralanmıştır:

  • CNTFET (Carbon nanotube field-effect transistor)
  • The DEPFET is a FET formed in a fully depleted substrate and acts as a sensor, amplifier and memory node at the same time. It can be used as an image (photon) sensor.
  • The DGMOSFET is a MOSFET with dual gates.
  • The DNAFET is a specialized FET that acts as a biosensor, by using a gate made of single-strand DNA molecules to detect matching DNA strands.
  • The FREDFET (Fast Reverse or Fast Recovery Epitaxial Diode FET) is a specialized FET designed to provide a very fast recovery (turn-off) of the body diode.
  • The HEMT (high electron mobility transistor), also called a HFET (heterostructure FET), can be made using bandgap engineering in a ternary semiconductor such as AlGaAs. The fully depleted wide-band-gap material forms the isolation between gate and body.
  • The HIGFET (heterostructure insulated gate field effect transisitor), is used mainly in research now. [1]
  • The IGBT (insulated-gate bipolar transistor) is a device for power control. It has a structure akin to a MOSFET coupled with a bipolar-like main conduction channel. These are commonly used for the 200-3000 V drain-to-source voltage range of operation. Power MOSFETs are still the device of choice for drain-to-source voltages of 1 to 200 V.
  • The ISFET (ion-sensitive field-effect transistor) used to measure ion concentrations in a solution; when the ion concentration (such as H+, see pH electrode) changes, the current through the transistor will change accordingly.
  • The JFET (junction field-effect transistor) uses a reverse biased p-n junction to separate the gate from the body.
  • The MESFET (Metal–Semiconductor Field-Effect Transistor) substitutes the p-n junction of the JFET with a Schottky barrier; used in GaAs and other III-V semiconductor materials.
  • The MODFET (Modulation-Doped Field Effect Transistor) uses a quantum well structure formed by graded doping of the active region.
  • The MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) utilizes an insulator (typically SiO2) between the gate and the body.
  • The NOMFET is a Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor.[2]
  • The OFET is an Organic Field-Effect Transistor using an organic semiconductor in its channel.
  • The GNRFET is a Field-Effect Transistor that uses a graphene nanoribbon for its channel.
  • The VeSFET (Vertical-Slit Field-Effect Transistor) is a square-shaped junction-less FET with a narrow slit connecting the source and drain at opposite corners. Two gates occupy the other corners, and control the current through the slit. [3][4]
  • The TFET (Tunnel Field-Effect Transistor) is based on band to band tunneling

6.  Aşağıdaki resimler fetin yapısını anlamak için daha yararlı olacaktır:

Sembolleri:

3 boyutlu görüntüsü:

fet ve mosfetin yapısıFetin yapılış aşamaları:

Fet’in son haline gelmesi:

Fet’in elektriksel eşdeğer devresi:

fet elektrisel eşdeğer devresi

Mosfet hakkında başka bir resim:

7. Fet hakkında çeşitli videolar:

Fet hakkında üniversite ders videosu: (ingilizce)

Fet animasyonlu anlatımı(mutlaka izleyin):

Transistörlerin ve fet’in çalışması hakkında güzel bir video:

Intel mikroişlemcisini içindeki mosfetin nasıl çalıştığını gösteren çok güzel bir video:

Mosfetler hakkında başka bir anlatım videosu:

Mosfetin başka bir anlatımı:

Adım adım mosfet yapımı, fabrika aşamaları:

Mosfetin nasıl yapıldığını gösteren başka bir video:

Transistörün ve mosfetin sağlamlık kontrolünün nasıl yapıldığını gösteren bir video:

8. Fet ve Mosfetin kullanım alanları:

Mosfetin güç kaynağı yapımında kullanılması:

JFet analog anahtar devresi:

Fet kullanılarak yapılan multiplexer devresi:

Akım sınırlayıcı devresi:

akım sınırlayıcı devresi

Faz kaydırmalı osilatör devresi:

Mosfet Push -Pull devresi:

Mosfet H-Bridge Devresi:

Mosfet matkap motoru pwm hız kontrol devresi:

Mosfet led efekt devresi:

 Fet Devre Temelleri:

3 farklı şekilde fet devreleri yapılır. Bunlar:

Ortak geyt:

Ortak drain:

Ortak source:

Bu devrelerin özellikleri aşağıdaki tablodan anlaşılabilir:

Transistörle mosfetin karşılaştırılması:

Mosfetin nasıl çalıştığını anlamanın en kolay yolu, onları pnp ve npn transistörle karşılaştırmaktır. Mosfetin avantajı, gate akımının neredeyse sıfır olmasıdır. Bu mosfetten 50 amper geçsede değişmez. Mosfet herhangi bir transsitörün yerine kullanılabilir. Normal bir NPN transistör tetiklendiği zaman beyz gerilimi 0,65 volt civarındadır. Mosfet ise geyt gerilimi 2-5 V düzeyine ulaşmadan tetiklenmez.

Aşağıda NPN transistörle N kanal mosfetin karşılaştırılması gösterilmiştir:

Eğer kaynak gerilimi 20 V un altındaysa geyte zener bağlanmalıdır.

Transistör akım yükseltici olarak kullanılır.

BC547 transistörü 100mA lik yük akımı için 1 mA beyz akımına ihtiyaç duyacaktır. Bu akım kazancının 100 olduğu anlamına gelir.

Mosfet voltaj kontrollü bir malzemedir. Akım değeri fiizksel büyüklüğüne ve yapı şekline bağlıdır. Bu parametreleri değiştiremezsiniz. IRZ40 ın 35 A yük akımı için geytinden 0,25 mA den daha az akım geçer.  Geyt gerilimi source geriliminden 3-4 V yüksek olduğunda iletime geçer ve drain 0,028 ohm değerinde olur.

Aşağıda PNP transistörle P kanal mosfetin karşılaştırılması gösterilmiştir:

Ayrıca aşağıdaki sitelere de bakabilirsiniz:

Çok ayrıntılı bir kaynak(ingilizce)

Fet uygulamaları

Mosfetin ayrıntılı incelenmesi

Power mosfet tutorial

[wpfp-link]

6 YORUMLAR