Gatejännitettä

Gatejännitettä tarkoitetaan jännitettä, joka sijoitetaan transistorin gate-terminalin ja lähteeseen nähden. Gatejännite kohdistuu ohjaamaan elektrisen kentän kautta kanavan johtavuutta lähde–. drain-rajapinnassa. Gate-jännite on keskeinen säätöparametri sekä MOSFET- että JFET-transistoreissa, ja sen nimi käsittää sekä nousevan että laskevan jännitteen vaikutukset kanavan tilaan.

MOSFET-transistorissa gate on erotettu kanavasta ohuella dielektrisellä oksidikerroksella. Gatejännitteen muuttaminen Vgs vaikuttaa kanavan tiheyteen ja siten drain-jännitteeseen Id. Tyypillisesti n-channel MOSFETissä nouseva Vgs ylittävän kynnyskentän (Vth) jälkeen muodostuu johtava kanava, jolloin Id kasvaa. Depletion-tyyppisissä MOSFETeissä kanava on olemassa jo Vgs=0, ja sen johtavuutta muotoillaan sekä lisäämällä että vähentämällä Vgs:ää. Gatejännite on tärkeä myös laitteen kytkön tilan hallinnassa käytännön digitaalisissa ja analogisissa sovelluksissa.

JFET-transistorissa gate muodostuu PN-junctionista kanavaan. Gatejännitteen tavallinen toiminta on päinvastoin: suurennettaessa gate–source-jännitettä kohti suuntaa, joka on vastajännite JFET:ssä, piiri suurentaa depletion-aluetta ja Id pienenee, kunnes saavutetaan pinch-off. JFET:illä suurin osa käytöstä on rajoitettu negatiiviseen gate-jännitteeseen n-channel-tyyppisessä laitteessa sekä käänteisessä tilanteessa p-channel-tyyppisessä.

Gatejännite voi aiheuttaa gate-aliaa käytännön rajamaineita, kuten vuotoreittiä tai oikosulkua, sekä dielektrisen oksidin rikkoutumaa. Nykyaikaiset MOSFETit käyttävät erittäin ohuita oksidikerroksia, mikä lisää vapaa-aikaa gate-vuotoon ja laitteen luotettavuutta koskevaa huolta. Gatejännitteen hallinta on keskeinen osa transistorien suunnittelua ja käytön turvallisuutta.