Полевые транзисторы

  • 21 июня 2016 г.
  • 1127 Слова
Полевые транзисторы
Типы полевых транзисторов и их вольтамперные передаточные характеристики
Устройство и принцип действия полевого транзистора с управляющим p–n-переходом
Среди многочисленных разновидностей полевых транзисторов возможно выделить два основных класса: полевые транзисторы с затвором в виде pn перехода и полевые транзисторы с затвором, изолированным от рабочего полупроводниковогообъема диэлектриком. Приборы этого класса часто так же называют МДП транзисторами (от словосочетания металл -диэлектрик - полупроводник) и МОП транзисторами (от словосочетания металл-окисел - полупроводник), поскольку в качестве диэлектрика чаще всего используется окись кремния.
Полевым транзистором (ПТ) называют ПП прибор с усилительными свойствами, в котором управляют потоком носителей зарядов,движущихся через проводящий канал, с помощью поперечного электрического поля. В отличие от биполярного транзистора ток ПТ создается носителями зарядов одного знака – либо электронами, либо дырками. Поэтому ПТ иначе называют униполярными.
Конструктивно ПТ представляет собой пластину ПП с проводимостью n-типа или p-типа, называемую проводящим каналом. От ее торцов делают выводы. Электрод, через который вканал входят носители заряда (в данном случае электроны), называют истоком И, а электрод, через который они выходят, – стоком С.
Третий вывод, называемый затвором З, делают от области с другим, чем у канала, типом проводимости. Такую область формируют на продольной грани пластины с одной или двух сторон (см. рис. 1, а и б).

Рис. 1. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом: а, б – упрощенныеструктуры; в, г – условные графические обозначения ПТ с каналом n- и p-типов в схемах; д – схема подключения ПТ к источникам питания
Статические характеристики полевого транзистора
Основными характеристиками ПТ являются выходные (стоковые) и передаточные (сток-затворные).
Стоковая характеристика отражает зависимость тока стока от напряжения между стоком и истоком при заданном напряжении на затвореотносительно истока :
=при = const.
На рис. 2, б приведено семейство таких характеристик для транзистора с каналом n-типа.
При малых значениях (область I) ток растет пропорционально напряжению. По мере увеличения (область II) расширяется p–n-переход, канал сужается и растет его сопротивление, что приводит к замедлению роста тока и нелинейности этого участка ВАХ. При дальнейшем увеличении(область III) ток практически не растет, так как повышение компенсируется одновременным повышением сопротивления канала. При лавинном пробое p–n-перехода вблизи стока большим напряжением (область IV) ток резко возрастает.
Как видно из стоковых характеристик, в области I ПТ, по сути, является резистором с управляемым статическим сопротивлением. Рабочей для усилительных режимов является область III,где ПТ близок по свойствам к источнику тока , управляемому напряжением .
Сток-затворная характеристика – это зависимость тока стока от напряжения между затвором и истоком при постоянном напряжении :
.

Рис. 2. Схема усиления напряжения на ПТ (а), семейство стоковых характеристик (б) и сток-затворных характеристик (в) полевого транзистора с управляющим p–n-переходом и каналом n-типа
Как видно изрис. 2, в, при некотором значении напряжения на затворе транзистор практически полностью закрывается. Это напряжение называют напряжением отсечки .
Одним из достоинств ПТ по сравнению с биполярными транзисторами является малая зависимость характеристик от температуры. С одной стороны, с ростом температуры снижается потенциальный барьер, уменьшается ширина p–n-перехода и расширяется проводящий канал,что должно было бы привести к росту тока стока, но, с другой стороны, уменьшается подвижность носителей заряда в канале, что приводит к уменьшению тока стока. В результате температура мало влияет на ток стока ПТ.
Основными параметрами ПТ являются: крутизна сток-затворной характеристики, внутреннее сопротивление, входное сопротивление, статический коэффициент усиления напряжения, а...
tracking img