ترانزیستور اثر میدانی با گیت عایق شده (Junctionless FET - JLFET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور اثر میدانی با گیت عایق شده (Junctionless FET - JLFET) :
Junctionless FET (JLFET) یک ترانزیستور اثر میدانی است که در آن برخلاف MOSFETهای معمولی، هیچ پیوند PN در کانال وجود ندارد. یعنی سورس، کانال و درین همگی از یک نوع نیمه هادی با ناخالصی یکسان (مثلا نوع N) هستند. گیت توسط یک لایه عایق از کانال جدا شده است.
در JLFET، وقتی ولتاژ گیت صفر است (
\[ V_{GS}=0 \])، کانال کاملا رسانا است (چون ناخالصی یکنواخت و از نوع N است). با اعمال ولتاژ منفی به گیت (برای N-JLFET)، ناحیه تخلیه از سطح کانال به سمت داخل گسترش یافته و در یک ولتاژ مشخص، کانال به طور کامل تخلیه می شود و جریان قطع می گردد. بنابراین JLFET یک قطعه حالت کاهشی (Depletion-mode) است، اما می توان آن را به گونه ای طراحی کرد که در
\[ V_{GS}=0 \]خاموش باشد (با انتخاب ناخالصی کمتر و ابعاد مناسب) تا عملکرد افزایشی داشته باشد.
\[ I_D = q \mu_n N_D t_{si} W \frac{V_{DS}}{L} \quad \text{(ناحیه خطی)} \]مزیت اصلی JLFET سادگی ساخت (حذف پیوندهای PN با گرادیان ناخالصی) و کاهش اثرات کانال کوتاه (Short Channel Effects) است. این ویژگی ها باعث شده JLFET برای نسل های آینده تکنولوژی CMOS (زیر ۱۰ نانومتر) مورد توجه قرار گیرد. همچنین JLFETها در برابر دما پایدارتر هستند.
چالش ها: جریان خاموشی نسبتا بالا (در نوع کاهشی)، وابستگی شدید به ضخامت کانال (
\[ t_{si} \])، و مشکل تماس اهمی با ناخالصی بالا. تحقیقات بر روی JLFETهای با کانال نازک (مانند Silicon-on-Insulator) و مواد جدید مانند نانوسیم ها ادامه دارد.
