Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Схема УНЧ на полевых транзисторах



Попробуем заставить транзисторы запеть тёплым ламповым хором.


Оппонент: Почему транзисторный и почему по ламповой схемотехнике? Не лучше ли озадачиться либо классическим ламповым усилителем, либо
транзисторным по любой из существующих схем, которых в разных источниках, как грязи в болотах.

Автор: К ламповым усилителям — вообще никаких вопросов. Если не сильно пугает: гибка стальных шасси, приобретение качественных выходных
трансформаторов, поиск высоковольтных кондёров и подобранных по параметрам ламп, а будучи звездонутым анодным напряжением в 400 вольт,
вы найдёте не только минусы, но и плюсы, то вам дорога в спаянные ряды маньяков лампоманов.

А мы же — ребята ленивые, но умные! Поэтому озадачимся созданием УМЗЧ, полностью выполненного на мощных полевых транзисторах,
являющихся, если и не полными твердотельными аналогами ламп, то имеющих близкие к ним квадратичные вольтамперные характеристики, что
позволит получить нам на выходе спектр сигналов, аналогичный спектру ламповых усилителей — с преобладанием чётных гармоник и
быстрым затуханием гармоник высших порядков.

Теперь по поводу расхожих транзисторных схем, которых «как грязи в болотах». Историю борьбы с феноменом транзисторного звучания,
а также основные принципы построения «правильного» усилителя мощности мы подробно
рассмотрели на странице ссылка на страницу. Так что для понимания схемотехнической целесообразности
конструкции, описываемой в данной статье, рекомендую ознакомиться с приведённой по ссылке информацией.

Здесь же я приведу окоyчательные постулаты, следующие из обозначенного теоретического экскурса:

1. Усилитель должен быть выполнен целиком и полностью на полевых транзисторах, являющихся твердотельными аналогами ламп.


2.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Никаких глубоких отрицательных обратных связей в нашем усилителе быть не должно, максимум — внутрикаскадные.


3. Усилитель должен работать в режиме А, что позволит нам достичь приемлемых величин нелинейных искажений при отсутствии обратных связей
и напрочь избавит от тепловых искажений.


4. Однотактные транзисторные усилители, обеспечивающие экстремально устойчивую иллюзию звучания лампового усилителя, хороши только для
выходных мощностей до 10Вт, поэтому наш выбор — классическая схема двухтактного лампового УМЗЧ, переработанная под комплементарные
полевики и не содержащая выходного трансформатора. К тому же двухтактная схема позволяет в пару раз уменьшить ток покоя выходных транзисторов
и тем самым во столько же раз увеличить КПД усилителя.


5. «Теория без практики мертва, а практика без теории слепа», — сказал то ли математик Пафнутий Чебышев, то ли полководец Александр Суворов,
не суть.

Оппонент: Кстати, а я читал в умной книжке, что оставлять транзисторные усилители без глубоких отрицательных ОС нельзя, даже если они
работают в режиме А. Причина — неидентичность и температурная нестабильность характеристик выходных комплементарных транзисторов.

Автор: Сие слова не мальчика, но мужа. Книга — это не только сундук для заначек от жены, но и источник познавательных ценностей.
Каждая прочитанная страница повышает уровень интеллекта, но не избавляет от вредных привычек, таких как, например, поковыряться в носу
и съесть козявку, или сделать на основании одной прочитанной книги решительные выводы.

Ведь наверняка найдётся и другая книжка, где написано, что две одинаковые лампы не обладают идентичными параметрами, их в идеале ещё надо
постараться подобрать из десятка-другого, а выходной трансформатор — как не мотай, не получишь двух идеально одинаковых обмоток.

Оппонент: Я так понимаю, что транзисторы тоже придётся подбирать из десятка-другого.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Автор: Ан нет! Не угадал.


Современные полевые транзисторы, а именно такие мы будем использовать в усилителе, превосходят своих вакуумных собратьев по целому
ряду параметров, в частности и по такому важному для работы в оконечных каскадах, как крутизна характеристики (10 А/В против 10-20 мА/В).
Поэтому небольшие сопротивления в истоковых цепях транзисторов, не ухудшая усилительных свойств каскада, обеспечат не только температурную
стабилизацию, но и подровняют характеристики комплементарной пары транзисторов, а дополнительная местная обратная связь поднимет
наш оконечник на труднодостижимый для ламповых схем уровень нелинейных искажений.

Однако пора от слов переходить к делу. Для затравки приведу схему получившегося агрегата,



Рис.1

а морщить лоб, изучать характеристики и разбираться в назначении тех или иных элементов с энтузиазмом начнём уже на следующей
странице.





Мощный УМЗЧ на полевых транзисторах, класс А с питанием 12В (32Вт на 8Ом)

Мощный УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А, обеспечивающий на 8-омной нагрузке 32 Вт при потрясающе высоком реальном КПД 45%.

Особенность решения

Ричард Барфут обращает внимание, что в обычном резистивном усилительном каскаде с ОЭ и разделительным конденсатором (рисунок 1) теоретически максимальный КПД в режиме класса А составляет всего 8,33%, а коэффициент использования напряжения питания Ки (отношение размаха выходного напряжения к напряжению питания) едва дотягивает до 67%.

Рис. 1. Варианты включения транзистора.

Простейшая и давно применяемая в радиочастотных усилителях модификация — применение индуктивности вместо резистора сразу же повышает КПД до 50%, а Ки — до 200%.

Принципиальная схема

Ричард решил использовать это преимущество и разработал мощный УНЧ (рисунок 2), который при напряжении питания 12 В и работе всех каскадов в режиме класса А обеспечивает на 8-омной нагрузке 32 Вт при потрясающе высоком реальном КПД 45%!

Входной дифкаскад на Тг2, Тг6 имеет индуктивную нагрузку L1.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Она здесь (кроме не имеющих решающей роли во входном каскаде КПД и Ки) хороша тем, что падение постоянного напряжения на ней близко к нулю и, следовательно, исчезают проблемы с балансировкой «нуля». Даже при резком разбалансе плеч Тг2/Тг6 постоянное напряжение между базами эмиттерных повторителей второго каскада Tr1, Тг7 равно нулю.

Кроме того, индуктивная нагрузка дает гораздо больше свободы в выборе и управлении выходным постоянным напряжением этого каскада (коллектор Тг5). Это дало возможность организовать на Тг8, Тг9 и Тг5 схему стабилизации тока покоя выходной ступени.

Рис. 2. Схема мощного УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А.

Примечание. Принцип ее работы основан на том, что на сопротивлении обмоток реальной индуктивности L2 падает напряжение, пропорциональное току покоя Tr10, Tr11. Это падение сравнивается дифкаскадом Тг8, Тг9 с опорным на делителе R13/R14 и через Тг5 возвращается на базы Tr1, Тг7, управляющих смещением Тг10,Тг11 и таким образом замыкающих петлю автостабилизации.

С эмиттеров Тг1 и Тг7 противофазные напряжения поступают на двухтактный выходной каскад на полевых Тг10 и Tr11, смещение на затворах обеспечивает постоянный ток стока каждого транзистора 3 А.

Индуктивность L2 на звуковых частотах представляет собой генератор тока (3 А), а на постоянном токе — короткое замыкание. Поэтому потенциал обеих клемм акустической системы LS и стоков Тг10, Tr11 в режиме покоя равен потенциалу «земли» — плюсовому зажиму аккумуляторной батареи В2.

При наличии сигнала такой же полярности, что на затвор Тг10 приходит, скажем, положительная полуволна. Ток его стока повышается (допустим, на 1 А), но L2, являясь генератором тока, не допускает изменения мгновенного тока через себя. Поэтому этот дополнительный 1 А начинает вытекать из LS.

Tr11 управляется противофазно с Тг10, поэтому ток его стока в этот момент уменьшается на 1 А, и правая половина L2, также поддерживающая через себя неизменный ток 3 А, согласно закону Кирхгофа заставляет избытку в 1 А втекать в LS.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 2 / 2 = 36 Вт при теоретических КПД = 50% и Ки = 400%. В реальной схеме из-за неидеальной индуктивности L2 достигнуты Рн = 32 Вт, КПД = 45% и Ки = 377%.

Примечание. Интересно отметить, что благодаря индуктивности L2 и двухтактной схеме размах мгновенного напряжения на нагрузке достигает 48 В при 12-вольтовом питании без применения повышающих преобразователей напряжения.

Детали

В качестве L2 необходимо использовать катушку, способную пропускать ток 3 А, индуктивностью не меньше L2 > Rн/(2пи*FH), где FH — нижняя граничная частота, Rн — сопротивление нагрузки. Типовым Fн = 40 Гц и Rн = 8 Ом соответствует L2 > 32 мГн.

Автор Ричард Барфут применил в качестве L2 вторичную обмотку (2×15 В) 50-ваттного сетевого трансформатора, первичную оставив «в воздухе». В качестве L1 применена первичная обмотка выходного трансформатора Farnell 189-840 от маломощного двухтактного транзисторного УНЧ.

Входное сопротивление усилителя — 15 кОм, чувствительность — 750 мВ, потребляемый ток — 6 А. Измерение коэффициента гармоник не проводилось, однако звучание усилителя соответствует лучшим ламповым. Это объясняется:

  • наличием на его выходе индуктивности L2, эквивалентной по своей сути выходному трансформатору;
  • близостью характеристик полевых транзисторов и ламп.

Во всяком случае, свойственное ему «мягкое» ограничение при перегрузке точь-в-точь такое же, как и у ламповых УНЧ.

Источник: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби — http://radiohobby.ldc.net

Класс А на мощном полевом транзисторе

   Я хотел построить усилитель, с нулевой отрицательной обратной связью, чистого А класса. Нельсон Пасс сделал много работы в этой области со своими сборками. Я же планировал значительно упрощенный вариант такого усилителя. Конечно, там должны быть несколько активных компонентов, чтобы творение имело право называться называться «Усилитель». Всегда восторгался простотой несимметричнх ламповых усилителей.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Пара ламп с резисторами к конденсаторами, плюс выходной трансформатор — вот вам секрет качественных усилителей, ведь под понятиям «качественный усилитель» не обязательно, чтобы последний был сложным. Пойдя по стопам ламповых усилителей был собран такой экземпляр. Активный компонент всего один — MOSFET транзистор, дальше пара резисторов и конденсаторов. Схема усилителя проста до безобразия.

   В схеме использован транзистор 2SK1058 от Hitachi. Это мощный N-канальный полевой транзистор, который отлично справляется со своей работой. На выходе использовал мощный электролитической конденсатор, параллельно которому подключен неполярный конденсатор с емкостью 10мкФ.

   На входе питания стоят четыре мощных резистора на 10W каждый. Эти резисторы резисторы были подобраны с наименьшей индуктивностью. Их можно заменить проволочными резисторами или вообще — ниромовой проволокой с нужным сопротивлением. Но желательно применение резисторов с минимальной индуктивностью. Сопротивление каждого резистора составляет 15 Ом (при мощности в 10W каждый). Резисторы были подключены последовательно, чтобы увеличить сопротивление. Если есть, то советуется использовать один резистор с указанными параметрами. В итоге мною были использованы 4 резистора с сопротивлением 15 Ом. При параллельном соединении мы получаем один резистор на 7,5 Ом но уже 20W. Они становятся чрезвычайно горячими, на них рассеивается до 40 Ватт мощности, поэтому желательно отдувать с них тепло при помощи кулера Да, класс такого усиления очень неэффективный, но качество…. Схема пожирает более 20 ватт, чтобы отдавать только около 4,8 чистых ватт. Я использовал радиатор рассчитанный на 0,784 ° С / Вт

   Источник питания — 24 Вольт, мощность трансформатора 160 ватт. Диодный выпрямитель (мост) использован на 25 Ампер. Выходное напряжение фильтруется при помощи мощного электролитического конденсатора с полезной емкостью 10000μF.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Для фильтрации ВЧ помех использованы дросселя на 5 Ампер, индуктивность порядка 10mH. Смещение осуществляется подстроечным резистором на 100к и подбором резистора на 1МОм. На стоке транзистора должно быть напряжение, которое ровно половине питания. Таким образом, усилитель полностью настроен. Мною были собраны два канала сразу, которые играют очень хорошо.

   Монтаж был выполнен в самодельном корпусе. Все платы использовались макетные, поскольку не ожидал, что придется все собрать в корпусе. Сами транзисторы греются не очень сильно, поскольку вся основная мощность рассеивается на резисторах. Мощность такого усилителя не велика, но он может стать главным аудио-усилителем в вашей домашней музыкальной системе.

Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ

Однотактный усилитель Хьюстона класса А на 2SK1058 MOSFET-е. ZCA — усилитель без деталей

Мне захотелось построить усилитель со следующими параметрами:
1. Без ООС, так называемый вариант «0-NFB» (zero negative feed back)
2. Чистый класс А
3. Однотактный
Нельсон Пасс (Nelson Pass) проделал огромную работу в этом направлении при строительстве своего усилителя «Zen», но я решил пойти еще дальше! Я построю «Усилитель Без Деталей» — Zero Component Amplifier (ZCA).

Думаете, я пытался найти «Священный Грааль» в усилительной схемотехнике, этакий прямой кусок серебрянного провода, дающий чистое усиление без искажений?

Содержание / Contents

Несомненно, чтобы усилитель назывался усилителем, он должен содержать активные компоненты, обеспечивающие усиление. Меня всегда восхищали однотактные ламповые усилители. Как такое вообще возможно? Посмотрите, одна лампа, пара резисторов и выходной трансформатор.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Поэтому я и решил создать усилитель на полевом транзисторе, придерживаясь такой же простоты дизайна.

Один канальный полевой униполярный МОП-транзистор, пригодный для аудио, парочка резисторов и конденсаторов, и конечно же умощненный хорошо «профильтрованный» блок питанния. Схема такого усилителя представлена на рис. 1.

Рис. 1: Схема однотактного усилителя класса A на MOSFET-е

Применен полевик 2SK1058 от Hitachi. Это N-канальный MOSFET. Внутренняя схема и распиновка для 2SK1058 представлена на рис. 2.

Рис. 2: Hitachi 2SK1058 N-Channel MOSFET

Я использовал конденсаторы Sprague Semiconductor Group во входных цепях и большие электролиты на выходе с «бутербродом» из полиэстерного конденсатора на 10 мф. Все резисторы, если не указано иначе, на 0,5 Ватт. Четыре 10-ти Ваттных проволочных резистора работают в качестве нагрузки. Внимание, эти резисторы рассеивают около 30 Ватт и становятся чрезвычайно горячими даже при простое усилителя.

Да, это класс А, а низкий КПД — расплата. Он съедает 60 Ватт, чтобы выдать ок. 5Вт! Мне пришлось использовать мощный и качественный радиатор с эффективным теплоотведением (0.784 °C/Ватт).

Фото 1: Печатная плата усилителя в сбореБлок питания состоит из трансформатора мощностью 160 Ватт, нагруженного на 25-ти Амперный выпрямительный мост, и обеспечивает напряжени ок. 24 Вольт. Используется П-образный фильтр (конденсатор — дроссель — конденсатор) состоящий из электролитов на 10.000 Мф и 5-ти Амперных дросселей индуктивностью 10 мГн.

Рис. 3: Схема блока питания
Фото 2: Усилитель в сборе
Фото 3: Усилитель в сборе, вид сзадиСмещение задаётся резистором на 1 мОм и потенциометром на 100 кОм. Просто установите потенциометром половину напряжения питания в точке соединения MOSFET-а и нагрузочного резистора.Я прослушивал мой усилитель с ламповым предусилителем на 12AU7, т. к. он обеспечивает наиболее чистый звук. Я понятия не имею об коэффициентах искажений этого усилителя и т. п. цифрах, лишь скажу, что у него точная звукопередача и деликатно текстурированный тембральный окрас.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Для работы с усилителем требуется высокочувствительная, эффективная аккустика, т. к. он выдаёт ок. 5 Ватт RMS (и до 15 Ватт на пиках, что я ясно наблюдал на экране осциллографа). Передача басса оказалась значительно лучшей, чем можно было ожидать от такого решения.
Усилитель с легкостью раскачивает мои 12-ти дюймовые трех-полосные колонки.

Усилитель удался. Конечно, не совсем «без деталей», но очень близко! Один 18-ти баксовый полевик надрывает задницу, чтобы подарить Вам офигенное впечатление от прослушивания. Не просите от него больше, чем ожидали.

Усилитель воспроизводит все аккустические инструменты с несравненным натуралистичным качеством.
Простое джазовое трио, классический квартет или нежный мужской/женский вокал показывают то, для чего этот усилитель и был сделан — красоту!

• Чувствительность усилителя по входу низкая, около 2 Вольт. Если такого источника у вас нет, то предусилитель НЕОБХОДИМ. Любой, с выходом 1-2 Вольта.

• Используйте чувствительные АС 5-10 Вт с легкими (бумага, волокна и пр.) диффузорами, как для ламповых усилителей небольшой мощности.

• Оригинальный транзистор 2SK1058 найти нынче практически невозможно. У китайцев сейчас есть предложения по 2SK1058, вот только гарантий, как обычно, нет. Можно получить битые, перемаркированные, отбракованные или вполне здоровые.
Можно и нужно пробовать, но на свой риск.
Обратие внимание на корпус 2SK1058 (см. выше в статье), он очень своеобразный, часть объявлений по фоткам сразу можно исключить.

Пробуйте разные варианты, сравнивая параметры в датащитах, ищите доступный транзистор с подобными параметрами. И даже пробуйте просто на слух.
За неимением 2SK1058, по при большом желании, люди собирают на неподходящих IRF530, IRF540, IRF610 и пр.

Всем Доброй Удачи!
Игорь

Камрад, здесь железо для этого проекта

УМЗЧ А КЛАССА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Привет всем любителям хорошего аудио.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Изучив несколько статей про разработку итальянского инженера-аудиотехника Андреа Чуффоли про усилитель Power Follower 99c, подумалось собрать тоже такую вещь. Были подобраны необходимые детали, прочитаны несколько статей и в путь… Первый канал оконечного усилителя на IRFP150N собран за пару часов неспешно, с перекурами и перерывами на общение с друзьями и парочку онлайн-игр. Тем более что схема совсем не сложная.

Схема принципиальная УМЗЧ Power Follower 99c

Сразу хочу предостеречь — включать это чудо без мало-мальских приличных радиаторов — это 100% убийство полевых транзисторов! Греется схема как небольшой масляный обогреватель. Всё-ттаки чистый А-класс.

Все три транзистора IRFP150N в каждом канале закрепил на один радиатор (один радиатор — один канал). Для этой цели использовал недавно удачно приобретенного донора «Кумир-001». Радиаторы меньших размеров, думается мне, не будут достаточно охлаждать схему.

Включил: вроде ничего не взорвалось, выставил половину напряжения на предохранителе. Подключил нагрузку (колонки S30), сигнал на вход подал со звуковой карты компьютера… И расстроился: звук хороший, активный, насыщенный, но максимум 4 Ватта на слух.

Как это часто бывает сыграла невнимательность. Огромное спасибо другу Сергею, который изучив оригинальную статью на английском языке подсказал, что схема этого оконечного усилителя не что иное, как, цитирую «усилитель тока, и коэффициент усиления по напряжению у него равен 1. Именно поэтому к нему делают специальные ламповые предусилители или на транзисторах с высоким питающим напряжением», конец цитаты.

Блок питания и преамп

Следовательно, нужен хороший предварительный усилитель — ламповый, транзисторный, любой. Выбрал вот такой вариант:

Ибо уж если полевики, то полевики до конца.

На входе диодного моста — 60 Вольт (трансформатор ТПП-235-220-50), на выходе БП — 58,8 Вольт, в обоих плечах. Резисторы R1 — 1К5; R2, R3 — 47 Ом.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Все резисторы — 2 Ватта мощностью. Транзистор в БП — TIP29A. Стабилитроны Zener на 10 Вольт, 5 Ватт.

По поводу усилителя мощности, вот комментарии по результатам первых испытаний:

  1. Каждый канал собирается согласно первой схемы, и каждый канал должен питаться от отдельной вторичной обмотки трансформатора со своим диодным мостом и конденсатором.
  2. Радиатор и еще раз радиатор!
  3. Подстроечник 500 Ом за неимением заменил на многооборотный 1 кОм, следовательно 1.8 кОм резистор поменял на 1.2 кОм.
  4. Переключатель режимов (1.5А/3А) делать не стал, поскольку необходимость этого очень сомнительна, следовательно второй резистор 0,47 не нужен. Вместо трехватного 0,47 использовал три 2-омных двухватника параллельно (МЛТ-2, например).
  5. Питается от трансформатора из фирменного сабвуфера с двумя вторичными обмотками по 24 Вольта и одной 14 Вольт (это будет питание схемы индикации).
  6. Напряжение на истоке транзистора в блоке питания канала (правый верхний по схеме) — 22.5 Вольта.
  7. Напряжение на предохранителе (относительно минуса питания) — 10.9 Вольт. Сколько не крутил подстроечные резистор, большего добиться не удалось.

Первый канал предварительного усилителя собран, протестирован, хотя и не без накладок. Вместо 22 Ом (R102) резистора сперва поставил на плюс питания 22 кОм и огорчился, когда конструкция начала издавать в колонке хрипы и стоны. Благо перепутал не наоборот, и вместо килоомов не впаял омы — могло бы кончиться плачевно и с дымком. Поменял резистор — выставил напряжения (по сути, достаточно выставить 20 Вольт на стоке полевика, остальные напряжения с небольшим допуском получились сами) подстроечным резистором. И вуаля — чистый, мягкий и в то же время насыщенный звук с виниловой пластинки играет в 8-омную колонку очень красиво!

В общем вот, стерео вариант фоловера + предусилитель + блок питания к преампу готовы, проверены, протестированы.

По результатам могу сказать:

  • Для каждого канала УМЗЧ отдельная вторичка нужна и отдельный блок питания.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах
  • Греется этот усилитель по взрослому, посему радиаторы и еще раз радиаторы.
  • По звуку: чистый он, что-ли реальный какой-то, в общем приятный на слух.

На этом, пожалуй, все. Огромная благодарность моим друзьям Сергею и Игорю за идейное вдохновение, теоретическую и практическую помощь. Схему собрал и испытал — neo_work_tyumen.

   Форум по УНЧ

   Форум по обсуждению материала УМЗЧ А КЛАССА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Транзисторный биполярно-полевой УМЗЧ класса А (20

Колин Вонфор, занимающийся проектированием ламповых одно-тактных УНЧ с начала 70-х, отмечая высокое качество звучания, все же пришел к выводу, что они не вполне соответствуют идеалу меломана.

Примечание. Основная причина этого— недостаточная выходная мощность, обычно не превышающая 20 Вт, что не позволяет в полной мере ощутить динамику звука, особенно при использовании акустических систем с чувствительностью менее 90 дБ.

Наращивание мощности упирается в огромные (даже по сравнению с трансформаторами аналогичной мощности, но двухтактных ламповых УНЧ) габариты и массу выходного трансформатора, а также довольно короткий ресурс ламп, загнанных для получения сколь-нибудь приемлемой выходной мощности в весьма напряженный режим.

Принципиальная схема

Пятнадцатилетние эксперименты позволили ему создать транзисторный биполярно-полевой УНЧ класса А (рис. 1), свободный от перечисленных недостатков и в то же время обеспечивающий по уверениям автора «просто фантастический» звук. Без изменения схемы 5 вариантов выходного каскада позволяют создавать ряд УНЧ мощностью от 20 до 300 Вт.

Первый каскад — дифференциальный на транзисторах ТгЗ, Тг4 с генератором тока Тг6, Тг8 в эмиттерной цепи. Второй каскад — усилитель напряжения на Tr1 — нагружен на усовершенствованное токовое зеркало Тг9—Tr11 и эмиттерный повторитель Тг2.

Tr11 и Тг10 одновременно выполняют функцию генератора стабильного тока для эмиттерной цепи Тг2, таким образом, все транзисторы работают в режиме класса А.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Выходной каскад также работает в классе А и выполнен на полевом транзисторе Тг1З с генератором стабильного тока на составном биполярном транзисторе Тг7 в цепи истока.

Транзистор Тг5 с сенсором тока R10 защищают Тг1З от токовых перегрузок при К.З. нагрузки, a Trl2-R15-R16 задают начальный ток выходного каскада.

В самом маломощном 20-ваттном варианте выходная ступень состоит из 5 соединенных параллельно выходных каскадов (каждый из них содержит «собственные» Тг5, Тг7, Тг12, ТгІЗ с соответствующим резисторным обрамлением), подключаемых к основной схеме в точках Lk3, Lk4, Lk5, Lk6, Lk7.

Рис. 1. Схема транзисторного биполярно-полевого усилителя мощности класса А, 20-300 Ватт.

При этом ток каждого из 5 транзисторов ТгІЗ устанавливается индивидуальным резистором R15, а резистор R3 — общий для каждой пятерки выходных каскадов. После установки токов выходных каскадов и получасового прогрева резистором R11 устанавливают «О» на выходе.

Детали

Примечание. Как и любой усилитель класса А, устройство требует высококачественного блока питания.

Для 300-ваттного варианта суммарная емкость конденсаторов фильтра основного (+ѵе НТ и -ѵе НТ) выпрямителя должна быть не менее 120000 + 120000 мкФ, а отдельный выпрямитель для питания каскадов раскачки (НТ +15 В, здесь обозначение +15 В означает не 15-вольтовое напряжение, а превышение напряжения питания оконечной ступени на 15 В) — 10000 мкФ.

Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени указаны в табл. 1. Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20, 50,100, 200 и 300 Вт указаны в табл. 2.

Таблица 1. Режимы и количество мощных каскадов в выходной ступени.

Типы активных и номиналы пассивных элементов для 5 вариантов усилителя мощностью 20,50, 100,200 и 300 Вт
















Вариант20 Вт50 Вт100 Вт200 Вт300 Вт
Tr1BD140BD140BD9562SA968MJE350
Тг9BD139BD139BD9552SC2238MJE340
Тг2TIP29CTIP29C2SC2238C2SC2238ТІР47
Тг10TIP29CTIP29C2SC2238C2SC2238ТІР47
ТгЗ2SC25472SC25472SC3467D2SC3467D2SC3467D
Тг42SC25472SC25472SC3467D2SC3467D2SC3467D
Тг6,8,112SC25472SC25472SC3467D2SC3467D2SC3467D
Тг12,5ZTX450ZTX450ZTX450ZTX450ZTX450
R6 feedback18к28к39к47к47к
Коэфф.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах усил.1929404848
R160.420.830.941.021.24
R100.210.420.480.520.63
R3Зк96к29к112к15к
R3 (Вт)0.1030.1450.2230.3000.375

Каждая пятерка транзисторов (Тг7, Тг1З) выходного каскада установлена на индивидуальном пластинчатом радиаторе размером 300×300 мм, расположенном на расстоянии 40 мм от других. АЧХ усилителя линейна в диапазоне от 10 Гц до 65 кГц, коэффициент гармоник 0,01% .

Литература: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Схемотехника | Усилитель Класса А


Среди любителей лампового ренессанса гибридные однотактные усилители мощности класса «А» становятся всё более популярными, так как они обеспечивают более удачное, чем чисто ламповое, согласование с низкоомной нагрузкой. Такие усилители не охватываются обратными связями (ООС), и качество их звучания зависит от каждого элемента схемы.

Общая принципиальная схемотехника однотактных гибридных усилителей класса «А» понятна без сложнотехнического объяснения, так как — это есть классическое включение радиолампы и транзистора. Однотактный усилитель — усилитель с одним усилительным плечом, нет разделения и обратного слияния сигнала. Вследствие этого отсутствуют переходные процессы и искажений звука свойственные разделению / слиянию. Этим объясняется повышенная достоверность / музыкальность звуковоспроизведения однотактников.

Исключительно все однотактные усилители работают в чистом классе «А», что обеспечивает им высокую линейность + минимальные искажения сигнала.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Недостаток схемы класса «А», это то, что большая часть энергии идёт на нагрев активных элементов схемы и только 20% на отдачу звуковой мощности — низкий коэффициент полезного действия (КПД). Вынужденное применение очень качественных — дорогостоящих компонентов, а также их кропотливый подбор + низкое КПД, это основные причины отталкивающие всех производителей, от построения полных гибридных однотактников.

Усилительный каскад класса «А» может иметь максимальный КПД равный 50% при условии работы с трансформаторным выходом, когда амплитуда выходного напряжения (на обмотках трансформатора) достигает величины напряжения питания. У каскада с резистивной нагрузкой, где максимальная амплитуда выходного напряжения ограничена величиной, равной половине напряжения питания, максимальный КПД составляет 25%.

Однотактные схемы

Приводим основные однотактные схемы гибридных усилителей звука, в чистом классе «А», на MOSFET транзисторах.
Ток выходных транзисторов термо стабилизирован на уровне 3-5а. Транзисторы — любые.
Выходная мощность может дорастать до 35 ватт.
Интегратор собран на операционном усилителе ОРА134. Возможно применение любого другого. Главное — у микросхемы вход на полевых транзисторах, что обеспечивает автоматическое удержание нулевого потенциала на выходе усилителя.
Интегратор увеличивает глубину обратной связи (ООС) по постоянному току и на инфранизких частотах, где основные звуковые частоты не эмитируются обратной связью, что благоприятно влияет на коэффициент демпфирования.

Схемы простые и не требуют заумного технического обоснования, хотя качество звучания на высоте и зависит исключительно от аудиофильных свойств применяемых компонентов. Можно и нужно удалить из схем все резисторы, микросхемы, MOSFET, электролиты, интеграторы и поднять качество звука до максимального предела, но в результате получится серийный усилитель «Grimmi». Однако — это сложно, хлопотно, дорого.

Все радиосхемы имеют низкое выходное сопротивление 0.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 2 — 0.05ом, что принципиально отличает их, от чисто ламповых однотактных усилителей. Высокая верность воспроизведения и мощная динамическая активность (даже на малом уровне громкости) — отличительные звуковые качества этих схем.

Самая первая — экспериментальная конструкция однотактного гибридного усилителя «Grimmi», выпущена в одном экземпляре в 2009 г. Отлично работает по настоящее время. Хотя качество звукоусиления уступает современному серийному образцу. Отличительная черта — стабилизаторы напряжения на варисторах, что является новым принципиальным схемотехническим решением в аудио.

Убираем резисторы

Разрабатывать и тестировать однотактную гибридную схемотехнику начали сразу после апгрейда лампового усилителя на триодах, так как звук «чистой» лампы нас не покорил.
В представленной схеме показаны пути совершенствования (при наведении курсора) — как вместо резисторов установить активные элементы и достигнуть звукоусиления без ограничения.
По этой методике не грех выкинуть все резисторы и получить самый новый — уникальный звук.
Кроме усилителя «Grimmi» больше нет аудио изделий которые сориентированы на такой принцип построения, так как электросхема всегда будет возбуждается. Убрать возбуждение возможно только дополнительными резисторами, но мы применяем кропотливый метод подбора радиоэлементов, и в дополнительном сопротивлении по току не нуждаемся.

Реальное звучание усилителя «Grimmi»

Рабочие моменты. Моно запись (18 минут) сделана с мобильного телефона (объём 1.7гб) и сжата до 52 мб, по программе «Total Video Converter 3.5».

Основополагающая схемотехника Grimmi

Раздел: Режимы и принцип работы усилителя на транзисторах класс: A, B, A/B, C, D

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.

          Мы не создаём иллюзий,
          Мы делаем звук живым!

Земля — то, что всегда дорого | Разводка земельных шин | Схемотехника

В промышленной радиоэлектронике, это ёмкое название нашей планеты доставляет множество хлопот.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах
Теоретическая схемотехника, с техническими обоснованиями и новыми введениями ничего не стоит, если нет многократного практического подтверждения всей конструкции в корпусе.

Радиоинженер-конструктор-технолог знает — ошибочная разводка земельных шин изменит изначальную схемотехнику до неузнаваемости и расположение компонентов в корпусе оказывает существенное влияние на построение схемы в целом. Но, проводить подобные эксперименты практически невозможно, так как материальная — затратная часть неизвестна. Ввиду этого, производители серийной High-End Audio продукции моделируют новые изделия на хорошо отработанных конструкциях, что ограничивает схемотехнические нововведения.

Разводка земельных шин (звезда) частично балансирует схему — ликвидирует фон переменного тока и электровозбуждение. Это позволяет скорректировать схему построения — удалить местную ОС и антизвонные резисторы. Следовательно, возможны отступления от традиционной схемотехники. Где принято, организовывать напряжение смещения из общего питания, игнорируя, независимую подачу местного напряжения смещения. Имея ввиду, что изготовить отдельные блоки питания для каждого усилительного элемента и его управления дорого стоит, а их неумелое внедрение в общую конструкцию приведёт к всеобщему возбуждению. Убрать сверхвозбуждение возможно только резисторами и ОС. Итак, всё идёт по кругу — одно (возбуждение) убрал, другое (качество звука) упустил. Как быть дальше? Нет конструктивного ответа.

Впрочем усилитель «Grimmi» построен по такому — малореальному принципу и производится серийно. Аналогов конструкции нет и никогда не будет — «чудовищно» дорого и конструктивно непонятно. Как, в таком относительно маленьком корпусе можно разместить гибридный однотактник мощностью более 30 ватт на канал, без резисторов, без обратных связей, без электролитов, с раздельным питанием активных элементов (16 силовых трансформаторов).

Итого: экспериментируя с земельными проводниками и расположением элементов, частично убираем резисторы.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Разводка земельных проводников «звездой» не всегда есть лучший вариант.

Замечательно низкий уровень фликкер-шума в органических монокристаллических транзисторах, обработанных на растворе

Характеристики транзисторов и измерения шума

Монокристаллическая тонкая пленка нашего протестированного органического полупроводника, 3,11-диоктилдинафто [2,3-d: 2 ′, 3 ′ -D ′] бензо [1,2-b: 4,5-b ′] дитиофен (C 8 –DNBDT – NW), был получен методом литья по краям, разработан простой метод однократной кристаллизации из раствора 3 в нашей группе (рис. 1а и дополнительный рис. 1. Более подробная информация доступна в дополнительном примечании 1).Литье кромок позволяет идеально осаждать монокристаллическую тонкую пленку с большим покрытием поверхности и однородностью 31 . OFET с архитектурой верхний контакт / нижний затвор был изготовлен на пластине Si / SiO 2 с Au электродами истока / стока (рис. 1b). Монокристаллическая тонкая пленка C 8 –DNBDT – NW была успешно сформирована на канале размером 300 × 300 мкм, что подтверждается изображением, полученным в поляризованном оптическом микроскопе (рис. 1в). Изготовленный транзистор показывает поведение, подобное учебнику, с почти нулевым напряжением включения и подвижностью μ = 13.6 см 2 В −1 с −1 (рис. 1г, д). Отметим, что неидеальное поведение передаточных характеристик часто приводит к значительному завышению подвижности. Недавно был введен коэффициент надежности измерения r, который указывает на эффективную мобильность 32 . Учитывая аналогичное выражение 32 , r было оценено как 88 и 89% в линейном режиме и режиме насыщения из дополнительных рис. 2c, d, соответственно. Установлено, что линейная подвижность и подвижность насыщения идентичны и показывают четкое плато в режиме высокого напряжения затвора (V G ) (см. Дополнительный рис.2), что свидетельствует о когерентном полосоподобном переносе 8,33,34 .Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

Рис. 1

Характеристики транзистора и измерения шума. Схематические изображения a, метод выращивания кристаллов (а именно, литье кромок) и b изготовленного OFET. Длина канала (L) и ширина (W) составляли 200 и 300 мкм, а емкость канала затвора на площадь (C i ) составляла 34,5 нФ · см -2 . c Изображение полученного монокристалла C 8 –DNBDT – NW, полученное методом кросс-поляризационной оптической микроскопии. d Передаточные характеристики (I D по сравнению с V G ) в линейном (V D = -1 В; синий) и режимах насыщения (V D = -20 В; красный). Типичный ток утечки затвора I G также показан серым цветом. e Выходные характеристики (I D по сравнению с V D ) с различными V G . Транзистор, показанный на этом рисунке, демонстрирует подвижность μ = 13,6 см 2 В −1 с −1 с коэффициентом надежности измерения 32 88% (см. Более подробную информацию в дополнительном примечании 2). f Колебание тока полевых транзисторов C 8 –DNBDT – NW во временной области, где применялись постоянные V D и V G . За 10 с было зафиксировано более 10 6 точек. На вставке показан увеличенный набор данных. Шкала показывает 1 нА. Относительная погрешность в I D составляет приблизительно 50 пА, что определяется на основании погрешности измерения собственного тока анализатора параметров полупроводников Agilent B1500A. г Типичная спектральная плотность мощности флуктуаций тока стока, \ (S_ {I _ {\ mathrm {D}}} \), полученная с помощью быстрого преобразования Фурье ( f )

Для измерения шума используется анализатор параметров полупроводников с модулем генератора сигналов.Чтобы уменьшить любой внешний вклад в шум, изготовленный OFET был установлен на специально изготовленной печатной плате (см.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Более подробную информацию на дополнительных рисунках 3–5 и дополнительном примечании 2). Пример профиля во временной области тока стока (I D ) при постоянном сливе (V D ) и напряжениях затвора (V G ) показан на рис. 1f, где было ~ 10 6 точек данных записывается в течение 10 с. Затем с помощью быстрого преобразования Фурье была получена спектральная плотность мощности шума I D \ (\ left ({S_ {I _ {\ mathrm {D}}}} \ right) \) как функция частоты (f). I D (рис.1г). Первая попытка в этой работе — определить происхождение шума в современном органическом монокристаллическом полупроводнике C 8 –DNBDT – NW, где носитель заряда подвергается когерентному зонно-подобному переносу. Зоноподобный транспорт носителей в настоящей монокристаллической форме C 8 –DNBDT – NW был однозначно подтвержден измерениями эффекта Холла и спектроскопией электронного спинового резонанса 33,34 . Предыдущие исследования 1 / f-шума в неупорядоченных органических полупроводниках показали, что 1 / f-шум в I D возникает в основном из-за флуктуации числа несущих (δn), т.е.е., δI ∝ e (δn) μ 23,24,25,26 , которая упоминается как модель Мак-Уортера (см. раздел «Методы») 35,36 . Модель Мак-Уортера, которая широко адаптирована к шуму 1 / f в неорганических полупроводниках, учитывает процессы захвата / эмиссии носителей заряда на диэлектрическом интерфейсе затвора транзистора и описывает возникающие в результате флуктуации тока. Эмпирически известно, что амплитуда спектральной плотности мощности \ (S_ {I _ {\ mathrm {D}}} \) масштабируется с DOS ловушки. Должно быть естественно, что в неупорядоченных органических материалах носители, вероятно, будут локализованы, и что процесс множественного захвата и высвобождения доминирует в суммарной модуляции I D в канале полевого транзистора.Остается вопрос, можно ли применить эту модель к когерентной зонно-подобной транспортной системе, реализованной в органических монокристаллических полупроводниках.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 2 \) как функция от f представлена ​​на графике Инжир.2 \) построена как функция I D (рис. 2b), где частоты анализа составляют f = 10 Гц (красный) и 100 Гц (синий). Черные кривые на рис. 2b представляют собой вычисленное соответствие, основанное на модели Мак-Уортера (уравнение (2)) 35 . Хорошее согласие между экспериментами и моделью убедительно подтверждает, что модель Мак-Уортера может быть применена к полевым транзисторам C 8 –DNBDT – NW. Справедливость модели Мак-Уортера дополнительно подтверждается зависимостью 1 / f-шума от размера канала (см. Дополнительный рис.2 \). Частоты анализа: f = 10 Гц (красный) и 100 (Гц). Столбики ошибок, показанные отдельно от символов, представляют собой сложные ошибки, возникающие в результате распространения неопределенностей текущим измерением и быстрым преобразованием Фурье. Черные кривые — это пересчет кривой переноса на основе модели Мак-Уортера, где в качестве варианта подгонки использовалась только энергонезависимая плотность состояний ловушки (N = 8,3 × 10 18 эВ −1 см −3 ). Небольшое отклонение этой аппроксимации — это поправки на плотность ловушек при определенном токе и, следовательно, на уровне Ферми.Результат расчета зависящей от энергии плотности ловушки показан на рис.5

В этом первом прямом подходе к подгонке измеренного шума с помощью модели МакВорта плотность состояний ловушки является единственным подгоночным параметром (N = 8,3 × 10 18 эВ −1 см −3 ) считалось энергонезависимым. В органических полупроводниках, однако, DOS ловушки обычно увеличивается по направлению к транспортному уровню 37 . Для дальнейшего исследования влияния энергозависимого распределения ловушек на 1 / f-шум, мы провели анализ температурно-зависимого шума монокристаллического полевого транзистора C 8 –DNBDT – NW от T = 295 до 115 K ( подробнее см. в разделе «Методы»).2 \) практически постоянна в интервале 235–295 К, что интерпретируется как прямой результат увеличения плотности ловушек по направлению к транспортному уровню.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах В этом температурном режиме подвижность заметно увеличивается с уменьшением T (рис. 3г, д). Обратите внимание, что показатель степени q в степенном законе температурной зависимости, μ ∝ T q , оценивается как q = −0,83 ± 0,04, что почти идентично тому, что ранее наблюдалось для C 8 –DNBDT – NW 34 . Это дает уверенность, что хотя бы в этом температурном режиме реализуется ленточный перенос 33,34 .При температурах ниже 215 К амплитуда шума заметно увеличивается, а подвижность быстро уменьшается (рис. 3e), что напоминает термически активированный транспортный режим (см. Более подробную информацию в дополнительном примечании 4). Дальнейшее снижение T уменьшает популяцию когерентных подвижных зарядов, следовательно, носители заряда с большей вероятностью будут захвачены местами захвата, которые, вероятно, будут вызваны неизбежным растрескиванием в органическом монокристалле из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения между органическим полупроводником и полупроводниковый диэлектрик затвора 38 .2 \) и крутизна

Объединив модель МакВорта с оценкой энергии Ферми для каждой измеренной точки на кривой передачи (уравнение (5) в разделе «Методы»), мы можем напрямую извлечь энергетическое распределение ловушек из данные измерения шума. Как показано на рис. 3f, данные, полученные при различных температурах, плавно объединяются и дают DOS ловушки, которая экспоненциально возрастает к транспортному уровню. Это распределение ловушек хорошо согласуется с определенным распределением DOS ловушек, независимо полученным из переходных характеристик полевого транзистора посредством численного моделирования, как будет обсуждаться позже.2 \) сравнивается между различными полупроводниками, обработанными в растворе. Мы выбрали четыре различных класса полупроводников: (i) монокристаллическая малая молекула C 8 –DNBDT– NW с максимальной подвижностью до 13 см 2 V −1 s −1 , (ii ) C 8 –DNBDT – NW с промежуточной подвижностью ~ 4 см 2 V −1 с −1 и намеренно наведенные ловушки, (iii) полимерный полупроводниковый поли (2,5-бис (3-тетрадецилтиофен) -2-ил) тиено [3.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 2-b] тиофены) (PBTTT) и (iv) аморфный оксид-полупроводник, оксид индия-цинка (IZO). Подробности изготовления устройства приведены в разделе «Методы». Логарифмические переходные характеристики полевого транзистора для четырех полупроводников показаны на рис. 4a – d, где подвижность оценивается в 13,6 см 2 В −1 с −1 для лучшего C 8 –DNBDT – NW , 3,4 см 2 V −1 с −1 для C 8 –DNBDT – NW с намеренно сниженной подвижностью, 0.2 \) в высокочастотных режимах (см. Дополнительные сведения в дополнительном рис. 8 и дополнительном примечании 5). В результате можно сделать вывод, что шум 1 / f в C 8 –DNBDT – NW значительно ниже по сравнению с PBTTT и IZO, что недвусмысленно, поскольку DOS ловушки для C 8 –DNBDT – NW мала. благодаря исчезающе малому структурному беспорядку. На рисунке 5 представлена ​​диаграмма зависимостей плотности состояний ловушки для четырех различных полупроводников, где символы соответствуют плотности состояний ловушки, определенной экспериментально из измерений шума (рис.4), а черные линии представляют собой распределение ловушек, полученное из передаточных характеристик посредством численного моделирования 37,39,40 (см. Подробности на дополнительном рисунке 9 и дополнительном примечании 6). Величины DOS ловушки, полученные из двух отдельных измерений, находятся в разумном согласии. В частности, для органических монокристаллов проверяется энергетическое распределение DOS ловушки, обычно обнаруживаемое в OFET, то есть DOS ловушки увеличивается по мере приближения E F к краю валентной зоны.Наблюдаемое отклонение для двух других материалов (PBTTT и IZO) может возникать из-за неизбежного эффекта напряжения смещения (см. Профили во временной области на дополнительном рисунке 4). Хорошее согласие двух методов извлечения плотности ловушек является четким доказательством того, что состояния ловушек, влияющие на установившиеся ВАХ, и состояния ловушек, вызывающие 1 / f-шум, по существу, одинаковы.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Мы не строим предположений, а просто комментируем возможное происхождение ловушек в существующем монокристалле C 8 –DNBDT – NW.Судя по сравнению между OFET C 8 –DNBDT – NW, расположенными с позициями (i) и (ii), DOS ловушки, по-видимому, зависит от качества границы раздела полупроводник / диэлектрик; случайный потенциал, который может быть вызван несовершенством обработки поверхности диэлектрической границы раздела, может быть основным препятствием не только для кристаллизации раствора, но и для переноса заряда. Учитывая тот факт, что DOS ловушки для монокристаллов рубрена, выращенных с помощью физического переноса пара, значительно ниже 41 , остаточный растворитель может вызвать дополнительные ловушки в наших кристаллических пленках, обработанных на основе раствора.Однако в недавних измерениях синхротронной дифракции рентгеновских лучей мы не видим никаких захваченных молекул растворителя в объемной кристаллической структуре C 8 –DNBDT – NW 8 . Поэтому мы предполагаем, что эффект захваченного растворителя более существенен в полимерных полупроводниках, поскольку в них может быть свободное пространство для захвата молекул растворителя 42 . В целом, настоящие результаты показывают, что спектроскопия шума будет мощным инструментом для извлечения DOS ловушки в органических полупроводниках, а использование монокристаллической формы органических полупроводников очень выгодно не только с точки зрения мобильности, но, в частности, для достижения замечательных низкий уровень шума 1 / f.2 \) характеристики ( a , e ) лучших C 8 –DNBDT – NW, ( b , f ) C 8 –DNBDT – NW с промежуточной подвижностью с помощью намеренно индуцированной SAM несовершенство, ( c , g ) полимерный полупроводник PBTTT и ( d , h ) оксидный полупроводник IZO. Чем круче подпороговый режим, тем ниже уровень шума.

Рис.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 2 \) и крутизне

Полевые транзисторы для обнаружения терагерцового диапазона: физика и первые методы визуализации

  • 1.

    Дьяконов М.И., Шур М.С. // Phys. Rev. Lett. 71 , 2465 (1993).

    Артикул

    Google Scholar

  • 2.

    Дьяконов М.И., Шур М.С., IEEE Trans. Электронные устройства 43 , 380 (1996).

    Артикул

    Google Scholar

  • 3.

    W. Knap, J. usakowski, T. Parenty, S. Bollaert, A. Capy, and M. S. Shur, Appl. Phys. Lett. 84 , 2331 (2004).

    Артикул

    Google Scholar

  • 4.

    Н. Дьяконова, Ф. Теппе, Я. Лусаковски, В. Кнап, М. Левинштейн, А. П. Дмитриев, М. С. Шур, С. Болларт, А. Кэппи, J. Appl. Phys. 97 , 114313 (2005).

    Артикул

    Google Scholar

  • 5.

    W. Knap, F. Teppe, N. Dyakonova, D. Coquillat, J. Lusakowski, Journal-of-Physics: Condensed-Matter. 20 (38), 384205 (2008).

    Google Scholar

  • 6.

    J.-Q. Лу, М. С. Шур, Дж. Л. Хеслер, Л. Сан и Р. Вейкл, IEEE Electron Device Lett. 19 , 373 (1998).

    Артикул

    Google Scholar

  • 7.

    J.-Q. Лу и М. С. Шур, Appl. Phys. Lett. 78 , 2587 (2001).

    Артикул

    Google Scholar

  • 8.

    W.Кнап, Ю. Денг, С. Румянцев, М. С. Шур, Прил. Phys. Lett. 81 , 4637 (2002).

    Артикул

    Google Scholar

  • 9.

    W. Knap, V. Kachorovskii, Y. Deng, S.Rumyantsev, J.-Q. Лу, Р. Гаска, М. С. Шур, Г. Симин, X. Ху, М. Асиф Хан, К. А. Сэйлор и Л. К. Брунель, J. Appl. Phys. 91 , 9346 (2002).

    Артикул

    Google Scholar

  • 10.

    Вт.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Кнап, Я. Дэн, С. Румянцев, Ж.-К. Лу, М. С. Шур, К. А. Сэйлор, Л. К. Брунель, Appl. Phys. Lett. 80 , 3434 (2002).

    Google Scholar

  • 11.

    А. Эль Фатими, Ф. Теппе, Н. Дьяконова, В. Кнап, Д. Селиута, Г. Валушис, А. Щепетов, Ю. Роеленс, С. Болларт, А. Каппи, С. Румянцев, Прил. Phys. Lett. 89 , 131926 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 12.

    А. Эль Фатими, Н. Дьяконова, Ф. Теппе, В. Кнап, Н. Пала, Р. Гаска, К. Фарид, X. Ху, Д.Б. Векслер, С. Румянцев, М.С. Шур, Д. Селиута, Г. Валусис, С. Болларт, А. Щепетов, Ю. Роеленс, К. Гакьер, Д. Терон, А. Кэппи, Электрон. Lett. 42 , 1342 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 13.

    W. Knap, F. Teppe, Y. Meziani, N. Dyakonova, J. usakowski, F. Boeuf, T. Skotnicki, D. Maude, S.Rumyantsev, M.С. Шур, Прил. Phys. Lett. 85 , 675 (2004).

    Артикул

    Google Scholar

  • 14.

    Р. Таук, Ф. Теппе, С. Бубанга, Д. Кокийа, В. Кнап, Ю. М. Мезиани, К. Галлон, Ф. Бёф, Т. Скотницки, К. Фенуйе-Беранже, Д. К. Мод, Румянцев С., Шур М.С. // Прикл. Phys. Lett. 89 , 253511 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 15.

    А.Лисаускас, У. Пфайфер, Э. Ожефорс, П. Х. Боливар, Д. Глааб, Х. Г. Роскос, J. Appl. Phys. 105 , 114511 (2009).

    Артикул

    Google Scholar

  • 16.

    Э. Ожефорс, У. Р. Пфайфер, А. Лисаускас и Х. Г. Роскос, «Матрица в фокальной плоскости 0,65 ТГц в технологии обработки четвертьмикронных КМОП», которая появится в IEEE J. Solid-State Circuits
    44 (7), (2009).

  • 17.

    М.Sakowicz, J. usakowski, K. Karpierz, M. Grynberg, W. Knap, W. Gwarek, J. Appl. Phys. 104 , 024519 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 18.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    M. Sakowicz, J. usakowski, K. Karpierz, M. Grynberg, W. Knap, W. Gwarek, S. Boubanga, Act. Phys. Pol. А 114 , 1337 (2008).

    Google Scholar

  • 19.

    Д. Б. Векслер, А. В. Муравьев, В.Ю. Качоровский, Т.А. Эльхатиб, К.Н. Салама, X. -C. Чжан, Шур М.С., Твердотельная электроника. 53 (6), 571 (2009).

    Артикул

    Google Scholar

  • 20.

    С. А. Маас, Смеситель на основе GaAs MESFET с очень низкой интермодуляцией, транзакции IEEE по теории и методам СВЧ
    35 , № 4 (1987).

    Google Scholar

  • 21.

    Х. Зират, Н. Рорсман, Резистивный HEMT-смеситель с очень низкими требованиями к гетеродину и низкой интермодуляцией, Труды 21-й Европейской микроволновой конференции, стр. 1469–1474, EuMC (1991).

  • 22.

    H.-G. Krekels, B. Schiek, E. Menzel, Proc. Европейская микроволновая конференция, 174 (1992).

  • 23.

    S. Boubanga-Tombet, M. Sakowicz, D. Coquillat, F. Teppe, W. Knap, M. I. Dyakonov, K. Karpierz, J. usakowski, M. Grynberg, Appl. Phys. Lett. (2009), принято к публикации, (http: // arxiv.org / abs / 0904.2081).

  • 24.

    В рамках гидродинамического подхода [1] левая часть уравнения. (4) содержит дополнительный «конвективный» нелинейный член v (∂v / ∂x). Гидродинамический подход применим, когда столкновения между электронами происходят чаще, чем столкновения с примесями и фононами.

  • 25.

    Дьяконов М.И., Фурман А.С. // Сов. Phys. ЖЭТФ G 65 , 574 (1987).

    Google Scholar

  • 26.

    Т. Танигава, Т. Ониши, О. Имафудзи, С. Такигава и Т. Оцудзи, «Плазмонно-резонансные детекторы терагерцового диапазона AlGaN / GaN с патч-антеннами на кристалле», материалы конференции по лазерам и электрооптике ( CLEO) 2009.

  • 27.

    В. Стиллман, М.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах С. Шур, Д. Векслер, С. Румянцев, Ф. Гуарин, Электрон. Lett. 43 , 422 (2007).

    Артикул

    Google Scholar

  • 28.

    Дьяконов М., Полупроводники 42 , 984 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 29.

    В. В. Попов, О. В. Полищук, В. Кнап, А. Эль Фатими, Appl. Phys. Lett. 93 , 263503 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 30.

    В. Рыжий, А. Сато, В. Кнап, М. С. Шур, J. Appl. Phys. 99 , 084507 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 31.

    Хмырова И., Сэйдзё Ю., Заявл. Phys. Lett. 91 , 143515 (2007).

    Артикул

    Google Scholar

  • 32.

    А. Щепетов, К. Гардес, Я. Роеленс, А. Каппи, С. Болларт, С. Бубанга-Томбе, Ф. Теппе, Д. Кокийя, С. Надар, Н. Дьяконова, Х. Videlier, W. Knap, D. Seliuta, R. Vadoklis, G. Valušis, Appl. Phys. Lett. 92 , 242105 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 33.

    С. Бубанга-Томбе, Ф. Теппе, Д. Кокийя, С. Надар, Н. Дьяконова, Х. Виделье, В. Кнап, А. Щепетов, К. Гарде, Ю. Роеленс, С. Болларт, Д. Селиута , Р. Вадоклис, Г. Валушис, Прил. Phys. Lett. 92 , 212101 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 34.

    Д. Векслер, Ф. Теппе, А. П. Дмитриев, В. Ю., В. К. Качоровский, М. С. Шур, Phys. Ред. B 73 , 125328 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 35.

    Ф. Теппе, Д. Векслер, В. Ю., А. П. Качоровский, С. Р. Дмитриев, В. Кнап, М. С. Шур, Appl. Phys. Lett. 87 , 052107 (2005).

    Артикул

    Google Scholar

  • 36.

    Теппе Ф., Векслер Д., Ю. Ю., Качоровский А. П., Дмитриев А.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах П., X.-C. Чжан, С. Румянцев, В. Кнап, М. С. Шур, Appl. Phys. Lett. 87 , 022102 (2005).

    Артикул

    Google Scholar

  • 37.

    Ф. Теппе, М. Орлов, А. Эль Фатими, А. Тиберж, В. Кнап, Дж. Торрес, В. Гавриленко, А. Щепетов, Ю. Роеленс, С. Боллаерт, Appl. Phys. Lett. 89 , 222109 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 38.

    Г. Р. Айзин, В. В. Попов, О. В. Полищук, Прил. Phys. Lett. 89 , 143512 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 39.

    В.Попов В., Полищук О. В., Теперик Т. В., Перальта X. Г., Аллен С. Дж., Хоринг Н. Дж. М., J. Appl. Phys. 94 , 3556 (2003).

    Артикул

    Google Scholar

  • 40.

    Х. Перальта, С. Дж. Аллен, М. К. Ванке, Н. Э. Харфф, Дж. А. Симмонс, М. П. Лилли, Дж. Л. Рено, П. Дж. Берк и Дж. П. Эйзенштейн, Appl. Phys. Lett. 81 , 1627 (2002).

    Артикул

    Google Scholar

  • 41.

    E. A. Shaner, M. C. Wanke, A. D. Grine, S.K. Lyo, J. L. Reno, S.J. Allen, Appl. Phys. Lett. 90 , 181127 (2007).

    Артикул

    Google Scholar

  • 42.

    T. Otsuji, M. Hanabe, T. Nishimura, E. Sano, Opt. Экспресс 14 , 4815 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 43.

    Т. Оцудзи, Ю. М. Мезиани, М. Ханабэ, Т. Ишибаши, Т.Уно, Э. Сано, Appl. Phys. Lett. 89 , 263502 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 44.

    Y. M. Meziani, T. Otsuji, M. Hanabe, T. Ishibashi, T. Uno, and E. Sano, Appl. Phys. Lett. 90 , 061105 (2007).

    Артикул

    Google Scholar

  • 45.

    Д. Кокийа, С. Надар, Ф. Теппе, Н. Дьяконова, В.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Кнап, Ю. М. Мезиани, Т. Нишимура, Т.Otsuji, для представления J. Appl. Phys. (2009).

  • 46.

    A. Lisauskas, W. von Spiegel, S. Boubanga, A. El Fatimy, D. Coquillat, F. Teppe, N. Dyakonova, W. Knap, H. G. Roskos, Electr. Lett. 44 , 408 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 47.

    С. Надар, Х. Виделье, Д. Кокийа, Ф. Теппе, Н. Дьяконова, В. Кнап, Г. Валусис, Д. Селиута и И. Касалинас для передачи в J. Appl. . Phys.(2009).

  • 48.

    А. Эль Фатими, Дж. К. Делань, Э. Абрахам, Э. Нгема, П. Мунаикс, Ф. Теппе и В. Кнап, ICIMW, стр. 1-2 10,1109 4665764 (2008)

  • 49.

    UR Пфайфер, Э. Йефорс, А. Лисаускас, Д. Глааб и Х. Г. Роскос «Матрица CMOS в фокальной плоскости для гетеродинных терагерцовых изображений» появится в дайджесте IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium 2009.

  • 50.

    AW Мин Ли и К. Ху, Optics Letters 30 , 2563 (2005).

    Артикул

    Google Scholar

  • 51.

    A. W. M. Lee, B. S. Williams, S. Kumar, Q. Hu, and J. L. Reno, IEEE Photonics Technol. Lett. 18 , 1415 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • 52.

    Б. Н. Бенкен, Г. Карунасири, Д. Р. Чемберлин, П. Р. Робриш, Дж. Фейст, Opt. Lett. 33 , 440 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 53.

    И. Касалинас, А. Дж. Л. Адам, Т. О. Клаассен, Дж. Н. Ховенье, Г. Пандро, В. П. Иорданов и П. М. Сарро, IEEE J. Sel. Вершина. Квантовая электроника. 14 , 363 (2008).

    Артикул

    Google Scholar

  • 54.

    И. Кашалинас, Д. Селиута, Р. Симнишкис, В. Тамошюнас, К. Келер и Г. Валушис, Электрон. Lett. 45 , 833 (2009).

    Артикул

    Google Scholar

  • 55.

    Д. Селиута, И. Кашалинас, В.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Тамошюнас, С. Балакаускас, З. Мартунас, С. Ашмонтас, Г. Валушис, А. Лисаускас, Х. Г. Роскос, К. Келер, Электрон. Lett. 42 , 825 (2006).

    Артикул

    Google Scholar

  • Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
      Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
      браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
      Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
    потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
    не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
    остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
      Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
      браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
      Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
    потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
    не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
    остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Сгущение тока опосредовано большим контактным шумом в графеновых полевых транзисторах

  • 1

    Мацуда, Ю., Дэн, В.-К. И Годдард, У.А. III. Сопротивление контакта для границ раздела металл-графен и металл-нанотрубка с «концевым контактом» из квантовой механики.J. Phys. Chem. С 114 , 17845–17850 (2010).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 2

    Смит, Дж. Т., Франклин, А. Д., Фармер, Д. Б. и Димитракопулос, К. Д. Снижение контактного сопротивления в графеновых устройствах за счет формирования рисунка контактной области. АСУ Нано 7 , 3661–3667 (2013).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 3

    Wang, L. et al.Одномерный электрический контакт с двухмерным материалом. Наука 342 , 614–617 (2013).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 4

    Сонг, С.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах М., Ким, Т. Ю., Сул, О. Дж., Шин, В. К. и Чо, Б. Дж. Улучшение контактного сопротивления графен-металл путем введения краевых контактов в графен под металлом. Прил. Phys. Lett. 104 , 183506 (2014).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 5

    Разави, Б.Исследование фазового шума в КМОП-генераторах. IEEE J. Solid-State Circuits 31 , 331–343 (1996).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 6

    Терсофф, Дж. Низкочастотный шум в наноразмерных баллистических транзисторах. Nano Lett. 7 , 194–198 (2007).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 7

    Румянцев С., Лю Г., Стилман В., Шур М.& Баландин, А.А. Электрические и шумовые характеристики графеновых полевых транзисторов: внешние эффекты, источники шума и физические механизмы. J. Phys. Конден. Дело 22 , 395302 (2010).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 8

    Pal, A. N. et al. Микроскопический механизм 1 / f-шума в графене: роль дисперсии энергетических зон. АСУ Нано 5 , 2075–2081 (2011).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 9

    Хеллер И.и другие. Зарядный шум в графеновых транзисторах. Nano Lett. 10 , 1563–1567 (2010).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 10

    Лю Г., Румянцев С., Шур М., Баландин А. А. Графеновые транзисторы с градуировкой по толщине и пониженным электронным шумом. Прил. Phys. Lett. 100 , 033103 (2012).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 11

    Лю Г.и другие. Низкочастотный электронный шум в однослойных графеновых транзисторах с двойным затвором. Прил. Phys. Lett. 95 , 033103 (2009).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 12

    Кумар, М.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах , Лайтинен, А., Кокс, Д. и Хаконен, П. Дж. Сверхнизкий 1 / f-шум в подвешенном двухслойном графене. Прил. Phys. Lett. 106 , 263505 (2015).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 13

    Линь Ю.-M. & Авурис, П. Сильное подавление электрических шумов в двухслойных графеновых наноустройствах. Nano Lett. 8 , 2119–2125 (2008).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 14

    Pal, A. N. & Ghosh, A. Шум сопротивления в электрически смещенном двухслойном графене. Phys. Rev. Lett. 102 , 126805 (2009).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 15

    Сюй, Г.и другие. Влияние неоднородности пространственного заряда на поведение 1 / f-шума в графене. Nano Lett. 10 , 3312–3317 (2010).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 16

    Каверзин А., Майоров А., Шитов А. и Хорселл Д. Примеси как источник 1 / f-шума в графене. Phys. Ред. B 85 , 075435 (2012).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 17

    Баландин, А.А. Низкочастотный 1 / f-шум в графеновых устройствах. Nat. Nanotechnol. 8 , 549–555 (2013).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 18

    Пеллегрини, Б. 1 / f-шум в графене. Евро. Phys. J. B 86 , 1–12 (2013).

    Артикул

    Google Scholar

  • 19

    Столяров М.А., Лю Г., Румянцев С.Л., Шур М., Баландин А.А. Подавление 1 / f-шума в полевых транзисторах с гетероструктурой h-BN-графен-h-BN, близкой к баллистической. .Прил. Phys. Lett. 107 , 023106 (2015).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 20

    Каялха, М. и Чен, Ю. П. Наблюдение за уменьшенным 1 / f-шумом в графеновых полевых транзисторах на подложках из нитрида бора.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Прил. Phys. Lett. 107 , 113101 (2015).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 21

    Кумар, К., Куири, М., Юнг, Дж., Дас, Т. и Дас, А. Возможность настройки 1 / f-шума на множестве дираковых конусов в устройствах с инкапсулированным h-BN графеном. Nano Lett. 16 , 1042–1049 (2016).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 22

    Муррманн, Х. и Видманн, Д. Перенос тока на металлические контакты в плоские устройства. IEEE Trans. Электронные устройства 16 , 1022–1024 (1969).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 23

    Вандамм, Э.& Vandamme, L. Сгущение тока и его влияние на шум 1 / f и искажение третьей гармоники — тематическое исследование для оценки качества резисторов. Микроэлектрон. Надежный. 40 , 1847–1853 (2000).

    Артикул

    Google Scholar

  • 24

    Гроссе, К. Л., Бэ, М.-Х., Лиан, Ф., Поп, Э. и Кинг, У. П. Наноразмерный джоулевый нагрев, охлаждение Пельтье и скопление тока на контактах графен-металл. Nat. Nanotechnol. 6 , 287–290 (2011).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 25

    Нагасио, К., Нисимура, Т., Кита, К. и Ториуми, А. Контактное сопротивление и путь прохождения тока при контакте металл / графен. Прил. Phys. Lett. 97 , 143514 (2010).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 26

    Ван, К., Тао, X., Янг, Л., Гу, Ю. Текущее скопление в двумерных полевых транзисторах с черным фосфором.Прил. Phys. Lett. 108 , 103109 (2016).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 27

    Yuan, H. et al. Полевые эффекты скопления тока в контактах металл-MoS2. Прил. Phys. Lett. 108 , 103505 (2016).Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 28

    Бергер, Х. Контактное сопротивление и контактное сопротивление. J. Electrochem. Soc. 119 , 507–514 (1972).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 29

    Ли, Э. Дж., Баласубраманян, К., Вейц, Р. Т., Бургхард, М., Керн, К. Контактные и краевые эффекты в графеновых устройствах. Nat. Nanotechnol. 3 , 486–490 (2008).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 30

    Xia, F. et al. Фототоковая визуализация и эффективное обнаружение фотонов в графеновом транзисторе.Nano Lett. 9 , 1039–1044 (2009).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 31

    Mueller, T. et al. Роль контактов в графеновых транзисторах: исследование сканирующего фототока. Phys. Ред. B 79 , 245430 (2009).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 32

    Ю., Ю.-Ж. и другие. Настройка работы выхода графена с помощью эффекта электрического поля.Nano Lett. 9 , 3430–3434 (2009).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 33

    Yan, L., Punckt, C., Aksay, I.A., Mertin, W. & Bacher, G. Локальное падение напряжения в одном функционализированном листе графена, охарактеризованное с помощью зондового силового микроскопа Кельвина. Nano Lett. 11 , 3543–3549 (2011).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 34

    Сонг, С.М. и Чо, Б. Дж. Контактное сопротивление в транзисторах с графеновым каналом. Carbon Lett. 14 , 162–170 (2013).

    Артикул

    Google Scholar

  • 35

    Вандамм Л. Шум как инструмент диагностики качества и надежности электронных устройств.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах IEEE Trans. Электронные устройства 41 , 2176–2187 (1994).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 36

    Гонг, К.и другие. Реалистичные контактные структуры металл-графен. АСУ Нано 8 , 642–649 (2014).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 37

    Huard, B., Stander, N., Sulpizio, J. A. & Goldhaber-Gordon, D. Доказательства роли контактов в наблюдаемой электронно-дырочной асимметрии в графене. Phys. Ред. B 78 , 121402 (2008).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 38

    Ся, Ф., Перебейнос В., Лин Ю.-М., Ву Ю. и Авурис П. Истоки и пределы сопротивления перехода металл-графен. Nat. Nanotechnol. 6 , 2011, 179–184.

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 39

    Сонг, С. М., Парк, Дж. К., Сул, О. Дж. И Чо, Б. Дж. Определение работы выхода графена под металлическим электродом и ее роль в контактном сопротивлении. Nano Lett. 12 , 3887–3892 (2012).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 40

    Гатге, М.И М. Шривастава. Физическое понимание неоднозначной границы раздела металл-графен и предложение по улучшению контактного сопротивления. IEEE Trans. Электронные устройства 62 , 4139–4147 (2015).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 41

    Руссо, С., Красиун, М., Ямамото, М., Морпурго, А. и Таруча, С. Контактное сопротивление в устройствах на основе графена. Phys. E 42 , 677–679 (2010).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 42

    Венугопал, А., Коломбо, Л. и Фогель, Э. Контактное сопротивление в устройствах с несколькими и многослойными графенами. Прил. Phys. Lett.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах 96 , 013512 (2010).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 43

    Гхатак С., Мукерджи С., Джайн М., Сарма Д. и Гош А. Микроскопическое происхождение низкочастотного шума в полевых транзисторах MoS2. APL Mater. 2 , 092515 (2014).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 44

    Пол Т., Гхатак, С. & Гош, А. Перколяционное переключение в полевых транзисторах на основе дихалькогенидов переходных металлов при комнатной температуре. Нанотехнологии 27 , 125706 (2016).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 45

    Sundaram, R. S. et al. Интерфейс графен-золото и его значение для наноэлектроники. Nano Lett. 11 , 3833–3837 (2011).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 46

    Джованнетти, Г.и другие. Легирование графена металлическими контактами. Phys. Rev. Lett. 101 , 026803 (2008).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    MathSciNet
    Статья

    Google Scholar

  • 47

    Hooge, F. N. 1 / f шум не является поверхностным эффектом. Phys. Lett. А 29 , 139–140 (1969).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 48

    Pal, A. N. & Ghosh, A. Полевой транзистор со сверхнизким шумом из многослойного графена.Прил. Phys. Lett. 95 , 082105 (2009).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 49

    Xu, H. et al. Масштабирование длины контактов в графеновых полевых транзисторах. Прил. Phys. Lett. 100 , 103501 (2012).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 50

    Van der PAUW, L.J. Способ измерения удельного сопротивления и коэффициента Холла на пластинах произвольной формы.Philips Tech.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Ред. 20 , 220–224 (1958).

    Google Scholar

  • 51

    Pellegrini, B., Marconcini, P., Macucci, M., Fiori, G. & Basso, G. Зависимость 1 / f-шума в графене от плотности носителей, объясненная как результат взаимодействия между зонной структурой и неоднородности. J. Stat. Мех. Теор. Exp. 2016 , 054017 (2016).

    Артикул

    Google Scholar

  • 52

    Hooge, F.И Хоппенбрауэрс, А. Контактный шум. Phys. Lett. А 29 , 642–643 (1969).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 53

    MacFarlane, G. Теория контактного шума в полупроводниках. Proc. Phys. Soc. В 63 , 807 (1950).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 54

    Vandamme, L. 1 / f-шум точечных контактов, подверженных воздействию однородных пленок.J. Appl. Phys. 45 , 4563–4565 (1974).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 55

    Луо, М.-Й., Босман, Г., Ван дер Зил, А. и Хенч, Л.Л. Теория и эксперименты по 1 / f-шуму в диодах с барьером Шоттки, работающих в термоэлектронном режиме. IEEE Trans. Электронные устройства 35 , 1351–1356 (1988).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 56

    Божков, В.& Васильев О. Низкочастотный шум в контактах металл-полупроводник с локальным понижением высоты барьера. Твердотельный электрон 44 , 1487–1494 (2000).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 57

    Гюттлер, Х. Х. и Вернер, Дж. Х. Влияние неоднородностей барьера на шум на контактах Шоттки. Прил. Phys. Lett. 56 , 1113–1115 (1990).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 58

    Джаяраман Р.& Sodini, C.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах G. Метод 1 / f-шума для извлечения плотности оксидных ловушек вблизи края зоны проводимости кремния. IEEE Trans. Электронные устройства 36 , 1773–1782 (1989).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 59

    Hung, K. K., Ko, P. K., Hu, C. & Cheng, Y. C. Унифицированная модель фликкер-шума в полевых транзисторах металл-оксид-полупроводник. IEEE Trans. Электронные устройства 37 , 654–665 (1990).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 60

    Hou, F.-C., Bosman, G. & Law, M.E. Моделирование шума захвата оксидов в субмикронных n-канальных полевых МОП-транзисторах. IEEE Trans. Электронные устройства 50 , 846–852 (2003).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 61

    Xie, X. et al. Низкочастотный шум в двухслойном транзисторе MoS2. АСУ Нано 8 , 5633–5640 (2014).

    CAS
    Статья

    Google Scholar

  • 62

    Шамим, С., Вебер, Б., Томпсон, Д. У., Симмонс, М. Ю. и Гош, А. Структуры атомного масштаба со сверхнизким шумом для квантовых схем в кремнии. Nano Lett. 16 , 5779–5784 (2016).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 63

    Heinze, S. et al. Углеродные нанотрубки как транзисторы с барьером Шоттки.Phys. Rev. Lett. 89 , 106801 (2002).

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 64

    Кочат В. и др. Величина и происхождение электрического шума на границах отдельных зерен в графене. Nano Lett. 16 , 562–567 (2015).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 65

    Dean, C. et al. Подложки из нитрида бора для высококачественной графеновой электроники.Nat. Nanotechnol. 5 , 722–726 (2010).Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    CAS
    ОБЪЯВЛЕНИЯ
    Статья

    Google Scholar

  • 66

    Зомер, П. Дж., Дэш, С. П., Томброс, Н. и ван Вис, Б. Дж. Методика переноса графеновых устройств с высокой подвижностью на коммерчески доступный гексагональный нитрид бора. Прил. Phys. Lett. 99 , 232104 (2011).

    ADS
    Статья

    Google Scholar

  • 67

    Гош, А., Кар, С., Бид, А. и Райчаудхури, А. К. Установка для измерения низкочастотных флуктуаций проводимости (шума) с использованием методов цифровой обработки сигналов. Препринт на https://arxiv.org/abs/cond-mat/0402130 (2004).

  • Ионозависимые диэлектрические характеристики затвора ионопроводящих твердых электролитов SiO2 в оксидных полевых транзисторах

    Ионозависимые диэлектрические характеристики затвора ионопроводящих SiO

    2 твердых электролитов в оксидных полевых транзисторах

    Влияние ионов на диэлектрические свойства затвора оксидных полевых транзисторов (полевых транзисторов) было исследовано с использованием пористого SiO, содержащего ионы лития. 2 .Было обнаружено, что частотная зависимость импеданса изменяется в зависимости от концентрации ионов в ионопроводящем твердом электролите SiO 2 . Микроструктура пористого SiO 2 была адаптирована путем изменения осаждения, и был реализован пористый SiO 2 с упорядоченной столбчатой ​​микроструктурой, которая обеспечивает беспрепятственный путь для транспортировки ионов электролита. Увеличенная емкость двойного электрического слоя (EDL) 11.9 мкФ см -2 и улучшенная верхняя граничная частота формирования EDL ∼10 5 Гц. Из-за повышенной емкости EDL оксидные полевые транзисторы, управляемые этими твердыми электролитами, показали очень низкое рабочее напряжение 0,6 В.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Отношение включения / выключения тока ~ 10 6 , подпороговое колебание ~ 82 мВ на декаду, были получены почти нулевое пороговое напряжение ∼ −0.01 В и полевая подвижность электронов ∼27.1 см 2 В −1 с −1 .Эти сверхнизковольтные полевые транзисторы имеют потенциальное применение в портативных устройствах и биохимических датчиках.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

    Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

    Полевой транзистор »Электроника

    Полевой транзистор, полевой транзистор, представляет собой трехконтактное активное устройство, которое использует электрическое поле для управления током и имеет высокий входной импеданс, который полезен во многих схемах.


    FET, Полевой транзистор, Учебное пособие включает:
    Основы полевых транзисторов
    Характеристики полевого транзистора
    JFET
    МОП-транзистор
    МОП-транзистор с двойным затвором
    Силовой МОП-транзистор
    MESFET / GaAs полевой транзистор
    HEMT & PHEMT
    Технология FinFET


    Полевой транзистор FET — ключевой электронный компонент, используемый во многих областях электронной промышленности.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    Полевой транзистор, используемый во многих схемах, состоящих из дискретных электронных компонентов, в областях от ВЧ-технологий до управления мощностью и электронного переключения до общего усиления.

    Однако в основном полевые транзисторы используются в интегральных схемах. В этом приложении схемы на полевых транзисторах потребляют гораздо меньше энергии, чем микросхемы с биполярными транзисторами. Это позволяет работать очень крупным интегральным схемам. Если бы использовалась биполярная технология, потребляемая мощность была бы на несколько порядков больше, а генерируемая мощность была бы слишком большой, чтобы рассеиваться на интегральной схеме.

    Помимо использования в интегральных схемах, дискретные версии полевых транзисторов доступны как в виде выводных электронных компонентов, так и в качестве устройств для поверхностного монтажа.

    Типичные полевые транзисторы

    Полевой транзистор, история полевых транзисторов

    До того, как первые полевые транзисторы были представлены на рынке электронных компонентов, эта концепция была известна в течение ряда лет. Было много трудностей в реализации этого типа устройства и в том, чтобы заставить его работать.

    Некоторые из первых концепций полевого транзистора были изложены в статье Лилиенфилда в 1926 году и в другой статье Хайля в 1935 году.

    Следующие основы были заложены в 1940-х годах в Bell Laboratories, где была создана группа по исследованию полупроводников.Эта группа исследовала ряд областей, относящихся к полупроводникам и полупроводниковой технологии, одним из которых было устройство, которое могло бы модулировать ток, протекающий в полупроводниковом канале, путем размещения электрического поля рядом с ним.

    Во время этих ранних экспериментов исследователи не смогли воплотить идею в жизнь, превратив свои идеи в другую идею и, в конечном итоге, изобрели другую форму компонента полупроводниковой электроники: биполярный транзистор.

    После этого большая часть исследований в области полупроводников была сосредоточена на улучшении биполярного транзистора, и идея полевого транзистора некоторое время не была полностью исследована.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах Сейчас полевые транзисторы очень широко используются, являясь основным активным элементом во многих интегральных схемах. Без этих электронных компонентов технология электроники была бы совсем другой, чем сейчас.

    Полевой транзистор — основы

    Концепция полевого транзистора основана на концепции, согласно которой заряд на соседнем объекте может притягивать заряды в полупроводниковом канале. По сути, он работает с использованием эффекта электрического поля — отсюда и название.

    Полевой транзистор состоит из полупроводникового канала с электродами на обоих концах, называемых стоком и истоком.

    Управляющий электрод, называемый затвором, помещается в непосредственной близости от канала, так что его электрический заряд может влиять на канал.

    Таким образом, затвор полевого транзистора контролирует поток носителей (электронов или дырок), текущий от истока к стоку. Он делает это, контролируя размер и форму проводящего канала.

    Полупроводниковый канал, по которому протекает ток, может быть P-типа или N-типа. Это дает начало двум типам или категориям полевых транзисторов, известных как полевые транзисторы с P-каналом и N-каналом.

    В дополнение к этому, есть еще две категории. Увеличение напряжения на затворе может либо истощить, либо увеличить количество носителей заряда, доступных в канале. В результате есть полевые транзисторы в режиме улучшения и полевые транзисторы в режиме истощения.

    Обозначение схемы соединения на полевом транзисторе

    Поскольку только электрическое поле управляет током, протекающим в канале, говорят, что устройство работает от напряжения и имеет высокое входное сопротивление, обычно много МОм. Это может быть явным преимуществом перед биполярным транзистором, работающим от тока и имеющим гораздо более низкий входной импеданс.

    Переходный полевой транзистор, JFET работает ниже насыщения

    Цепи на полевых транзисторах

    Полевые транзисторы широко используются во всех схемах, от схем с дискретными электронными компонентами до интегральных схем.Унч на полевых транзисторах класса а: Схема УНЧ на полевых транзисторах

    Примечание по конструкции схемы полевого транзистора:

    Полевые транзисторы могут использоваться во многих типах схем, хотя три основные конфигурации — это общий исток, общий сток (истоковый повторитель) и общий затвор.Сама схема довольно проста и может быть взята на вооружение довольно легко.

    Подробнее о Схема схем полевого транзистора

    Поскольку полевой транзистор представляет собой устройство, работающее от напряжения, а не токовое устройство, такое как биполярный транзистор, это означает, что некоторые аспекты схемы сильно отличаются: в частности, устройства смещения. Однако проектировать электронную схему с полевыми транзисторами относительно просто — она ​​немного отличается от схемы с биполярными транзисторами.

    Используя полевые транзисторы, можно спроектировать такие схемы, как усилители напряжения, буферы или повторители тока, генераторы, фильтры и многое другое, а схемы очень похожи на схемы для биполярных транзисторов и даже термоэмиссионных ламп / вакуумных ламп. Интересно, что клапаны / лампы также являются устройствами, работающими от напряжения, и поэтому их схемы очень похожи, даже с точки зрения устройства смещения.

    Типы полевых транзисторов

    Есть много способов определить различные типы доступных полевых транзисторов.Различные типы означают, что при проектировании электронной схемы необходимо выбрать правильный электронный компонент для схемы. Правильно подобрав устройство, можно получить наилучшие характеристики для данной схемы.

    Полевые транзисторы

    можно разделить на несколько категорий, но некоторые из основных типов полевых транзисторов можно увидеть на древовидной диаграмме ниже.

    Типы полевых транзисторов

    На рынке существует множество различных типов полевых транзисторов, которые имеют разные названия.Некоторые из основных категорий отложены ниже.

    • Junction FET, JFET: Junction FET, или JFET, использует диодный переход с обратным смещением для обеспечения соединения затвора. Структура состоит из полупроводникового канала, который может быть N-типа или P-типа. Затем на канале изготавливается полупроводниковый диод таким образом, чтобы напряжение на диоде влияло на канал полевого транзистора.

      При работе он имеет обратное смещение, а это означает, что он эффективно изолирован от канала — только обратный ток диода может течь между ними.JFET — это самый базовый тип полевого транзистора, который был разработан впервые. Однако он по-прежнему обеспечивает отличный сервис во многих областях электроники.

    • Полевой транзистор с изолированным затвором / полевой транзистор на основе оксида металла и кремния МОП-транзистор: В МОП-транзисторе используется изолированный слой между затвором и каналом. Обычно это формируется из слоя оксида полупроводника.

      Название IGFET относится к любому типу полевого транзистора с изолированным затвором.Наиболее распространенной формой IGFET является кремниевый MOSFET — Metal Oxide Silicon FET. Здесь затвор выполнен из слоя металла, нанесенного на оксид кремния, который, в свою очередь, находится на канале кремния. МОП-транзисторы широко используются во многих областях электроники, особенно в интегральных схемах.

      Ключевым фактором IGFET / MOSFET является чрезвычайно высокий импеданс затвора, который могут обеспечить эти полевые транзисторы. Тем не менее, будет соответствующая емкость, и это уменьшит входное сопротивление при повышении частоты.

    • МОП-транзистор с двойным затвором: Это специализированный МОП-транзистор, который имеет два затвора, последовательно соединенных вдоль канала. Это позволяет значительно улучшить производительность, особенно на ВЧ, по сравнению с устройствами с одним затвором.

      Второй затвор полевого МОП-транзистора обеспечивает дополнительную изоляцию между входом и выходом, и в дополнение к этому его можно использовать в таких приложениях, как смешивание / умножение.

    • MESFET: Кремниевый полевой транзистор MEtal обычно изготавливается из арсенида галлия и часто называется полевым транзистором на основе GaAs.Часто GaAsFET используются в ВЧ-приложениях, где они могут обеспечить низкий уровень шума с высоким коэффициентом усиления. Одним из недостатков технологии GaAsFET является очень маленькая структура затвора, что делает ее очень чувствительной к повреждению статическим электричеством. При обращении с этими устройствами необходимо соблюдать особую осторожность.

    • HEMT / PHEMT: Транзистор с высокой подвижностью электронов и псевдоморфный транзистор с высокой подвижностью электронов являются развитием базовой концепции полевого транзистора, но разработаны для обеспечения работы на очень высоких частотах.Несмотря на то, что они дороги, они позволяют достичь очень высоких частот и высокого уровня производительности.

    • FinFET: Технология FinFET теперь используется в интегральных схемах, чтобы обеспечить более высокий уровень интеграции за счет использования элементов меньшего размера. Поскольку требуются более высокие уровни плотности и становится все труднее реализовать все более мелкие размеры элементов, технология FinFET используется все более широко.

    • VMOS: Стандарт VMOS для вертикальной MOS.Это тип полевого транзистора, который использует вертикальный ток для улучшения коммутационных и токонесущих характеристик. Полевые транзисторы VMOS широко используются в энергетических приложениях.

    Хотя в литературе можно встретить и другие типы полевых транзисторов, часто эти типы являются торговыми наименованиями для конкретной технологии и являются вариантами некоторых типов полевых транзисторов, перечисленных выше.

    Характеристики полевого транзистора

    Помимо выбора конкретного типа полевого транзистора для данной схемы, также необходимо понимать различные спецификации.