Транзисторы с p-n переходом.

Полевой транзистор с p-n-переходом (рис. 5.1) имеет три вывода: И, З, С.

Рисунок 5.1. Полевой транзистор с p-n-переходом

а) – правильно смещенный полевой транзистор с каналом n-типа;

б) – условное обозначение полевого транзистора с каналом n-типа;

в) – условное обозначение полевого транзистора с каналом р-типа;

г) – структурная схема.

Электрод, от которого начинают движение носители заряда, называют истоком (И). Электрод, к которому движутся носители заряда в канале, называют стоком (С). Полупроводниковые слои противоположной проводимости, образующие с каналом два p-n-перехода, электрически связаны между собой и имеющие один внешний электрод, называются затвором (З).

Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение Uзи является обратным для обоих р-n переходов. В выходную цепь, в которую входит канал транзистора, включается напряжение Uси положительным полюсом к стоку.

Управляющие свойства транзистора объясняются тем, что при изменении напряжения Uзи изменяется ширина его р-n переходов, представляющих собой участки полупроводника, объединенными носителями заряда.

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение Uзи, так и напряжение Uси.

Изменение напряжения Uзи приводит к изменению проводимости канала за счет изменения на одинаковую величину его сечения по всей длине канала (рис. 5.2. а).

Рисунок 5.2. Влияние управляющее напряжение Uзи (а), и напряжения Uси (б) на сечение канала полевого транзистора с p-n переходом.

При Uси > 0 через канал протекает ток Iс , в результате чего создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока. Суммарное падение напряжения участка исток – сток равно Uси. В силу этого потенциалы точек канала n- типа будут неодинаковыми по его длине, возрастая в направлении стока от 0 до Uси . Потенциал же точек р- области относительно истока определяется потенциалом затвора относительно истока и в данном случае равен нулю. В связи с указанным обратное напряжение, приложенное к р-n переходам, возрастает в направлении от истока к стоку и р-n переходы расширяются в направлении стока. Данное явление приводит к уменьшению сечения канала от истока к стоку . Повышение напряжения Uси вызывает увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечений, а следовательно, уменьшение проводимости канала . Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком и является обратным для обоих p-n-переходов.

Управляющие свойства транзистора объясняются тем, что при изменении напряжения между затвором и истоком изменяется ширина его p-n-переходов. Изменяется, тем самым, сечение тока, проводящего канала и его проводимость. Увеличение напряжения приводит к уменьшению сечения канала на одинаковую величину по всей его длине (рис.5.2 а). При протекании тока через канал создается падение напряжения в направлении стока, что приводит к уменьшению сечения канала от истока к стоку (рис. 5.2. б).