MESFET
Il transistor a effetto di campo metallo-semiconduttore, anche conosciuto con l'abbreviazione MESFET,[1][2] è simile ad un JFET, con la differenza che il gate viene realizzato con una giunzione Schottky al posto della giunzione p-n. Sono normalmente costruiti in GaAs, InP o SiC e sono dunque più veloci ma più costosi dei JFET o dei MOSFET realizzati in silicio. I MESFET possono operare fino alla frequenza di circa 45 GHz e sono componenti spesso utilizzati per la costruzione di sistemi a microonde.
La principale limitazione dei MESFET risiede nella scarsa mobilità delle lacune all'interno dei materiali dei gruppi III-V: se si volesse realizzare un sistema CMOS tramite MESFET non sarebbe possibile ottenere le stesse prestazioni in frequenza per i dispositivi a canale p e a canale n.
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Struttura[modifica]
Il MESFET è un dispositivo a quattro terminali: Gate, Source, Drain e Body. Analogamente ad un JFET il MESFET è realizzato in modo da avere un canale di conduzione modulato da un allargamento di una zona di svuotamento controllata dal gate.
A differenza dei JFET, dove il canale di conduzione viene controllato dallo svuotamento di una giunzione PN, in un MESFET viene realizzata una giunzione Schottky sul gate (tipicamente Al su GaAs-n), con il risultato di combinare l'elevata mobilità dei materiali III-V con la capacità di svuotamento del metallo, principale vantaggio dei diodi Schottky.
Prestazioni in Frequenza[modifica]
In prima approssimazione, la frequenza di taglio di un MESFET è il rapporto tra la sua transconduttanza e la somma delle capacità viste dal gate, ed è proporzionale a μ/L², rispettivamente la mobilità degli elettroni nel canale e la lunghezza del canale stesso.
La scelta dei materiali III-V permette non solo di avere mobilità elevate (sia sufficiente pensare che in GaAs la mobilità degli elettroni è di circa 8500 cm2/(V·s) a 300K contro i 1400 cm2/(V·s) del silicio) ma anche di realizzare, tramite tecnologie di impiantazione ionica, dispositivi molto più corti dei JFET.[3] Sono comunemente usati nelle telecomunicazioni a microonde e per i radar. Dal punto di vista del design di circuiti digitali, l'uso dei MESFET è particolarmente difficoltoso.
Note[modifica]
- ^ "MESFET" è un prestito dell'inglese. In particolare è l'acronimo del termine inglese "metal-semiconductor field-effect transistor". Nella lingua inglese "metal-semiconductor field-effect transistor" viene usato con lo stesso significato che questa voce di Wikipedia tratta per il termine italiano "transistor a effetto di campo metallo-semiconduttore". "Metal-semiconductor field-effect transistor" è anche la traduzione letterale di "transistor a effetto di campo metallo-semiconduttore".
- ^ Nel linguaggio comune, tra i due sinonimi "transistor a effetto di campo metallo-semiconduttore" e "MESFET", è quasi sempre preferito "MESFET" (per la sua maggiore brevità).
- ^ Lepkowski W., Wilk S.J., Thornton T.J., (2009). 45 GHz Silicon MESFETs on a 0.15 μm SOI CMOS Process. SOI Conference, 2009 IEEE International (Foster City, California): 1–2. ISSN: 1078-621X, ISBN 978-1-4244-4256-0.
