FETとは（分野）

電界効果トランジスタ (FET) は、電界を使用して半導体チャネルを流れる電流を制御するトランジスタの一種です。 FET は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く、ゲインが高いため、電子回路で広く使用されています。

FET には、ソース (S)、ドレイン (D)、ゲート (G) の 3 つの端子があります。 ゲートに電圧を印加すると、チャネル領域内の電荷キャリア (電子または正孔) を引き付けるか反発する電場が生成されます。 電荷キャリアが引き付けられるか反発するかは、電圧の極性に依存します。 FET のゲートに電圧を印加するプロセスにより、チャネルの導電性とソース端子とドレイン端子間の電流の流れが制御されます。

この専門家からの詳細電荷とは何ですか?

FET は電圧制御されるデバイスです。 これは、出力電流がゲート端子に印加する電圧によって制御されることを意味します。

FET は入力インピーダンスが非常に高いため、信号源に負荷がかからず、バッファ アンプとして使用できます。 FET をバッファアンプとして使用すると、信号の歪みを防ぎ、回路の出力の全体的な品質を向上させることができます。 さらに、FET は電力効率が高いため、バッテリ駆動のデバイスにとって魅力的な選択肢となります。

FET はユニポーラ デバイスです。つまり、電流の流れを制御するために 1 種類の電荷キャリア (電子または正孔) のみを使用します。 ユニポーラ デバイスの代替となるのがバイポーラ デバイスです。 FET のようなユニポーラ デバイスとは異なり、バイポーラ接合トランジスタ (BJT) などのバイポーラ デバイスは、電子と正孔の両方を使用して電流の流れを制御します。 バイポーラ デバイスは電流利得が高く、より高い電力レベルを処理できるため、電力増幅アプリケーションに適しています。

ソース、ドレイン、ゲートは FET の 3 つの端子です。 ソースとドレインはチャネルに接続され、ゲートはチャネルを通る電流の流れを制御します。

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ゲートに印加する電圧によって、FET のチャネルの導電率を制御できます。 n チャネル FET では、ゲートに正の電圧が印加されると電子がチャネルに引き寄せられ、その伝導率が増加します。 p チャネル FET では、ゲートに負の電圧が印加されると、正孔がチャネルに引き寄せられ、その導電率が増加します。

JFET では、チャネルは半導体材料で構成され、チャネルの両端に 2 つの領域があります。 これらはソース端子とドレイン端子として知られています。 ゲートはチャネルに対して垂直に形成された PN 接合です。 ゲート端子は逆バイアスされます。 これにより、チャネルの幅を制御する空乏領域が作成されます。 ゲートに電圧を印加すると、空乏領域が広がり、チャネル幅が減少し、チャネルを流れる電流が減少します。

JFET と同様に、MOSFET でもチャネルは半導体材料によって形成され、両端にソース端子とドレイン端子として知られる 2 つの領域があります。 しかし、MOSFET では、ゲートは通常二酸化シリコンからなる薄い絶縁層によってチャネルから分離されています。 ゲートに電圧が印加されるとすぐに、電圧の極性に応じてチャネル内の電荷キャリアを引き付けるか反発する電場が生成されます。 このプロセスにより、チャネルの幅とソース端子とドレイン端子間の電流の流れが制御されます。

MOSFET はさらに、エンハンスメント モード MOSFET とデプレッション モード MOSFET の 2 つのサブタイプに分類できます。

エンハンスメント モード MOSFET では、チャネルは通常オフであり、チャネルをオンにするにはゲートに正の電圧を印加する必要があります。

デプレッション モード MOSFET では、チャネルは通常オンになっており、オフにするにはゲートに負の電圧を印加する必要があります。

FET には他のタイプのトランジスタに比べていくつかの利点があるため、さまざまな電子アプリケーションで広く使用されています。

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FET には利点があるにもかかわらず、電子回路を設計する際に考慮すべき欠点がいくつかあります。