Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим

p-n переходом.Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, в котором

ток создаётся только основными носителями зарядов под действием продольного электриче-

ского поля, а управляющее этим током осуществляется поперечным электрическим полем, ко-

торое создаётся напряжением, приложенным к управляющему электроду.

Несколько определений:

 Вывод полевого транзистора, от которого истекают основные носители зарядов, назы-

вается истоком.

 Вывод полевого транзистора, к которому стекают основные носители зарядов, называ-

ется стоком.

 Вывод полевого транзистора, к которому прикладывается управляющее напряжение,

создающее поперечное электрическое поле называется затвором.

 Участок полупроводника, по которому движутся основные носители зарядов, между pn

переходом, называется каналом полевого транзистора.

Поэтому полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с каналом p-типа или n-типа.

Условное графическое изображение (УГО) полевого транзистора с каналом n-типа изображе-

но на рисунке 96, а с каналом p-типа на рисунке 97.

Принцип действия рассмотрим на примере транзистора с каналом n-типа.

1) Uзи = 0; Ic1 = max;

2) |Uзи| > 0; Ic2 < Ic1

3) |Uзи| >> 0; Ic3 = 0

На затвор всегда подаётся такое напряжение, чтобы переходы закрывались. Напряжение меж-

ду стоком и истоком создаёт продольное электрическое поле, за счёт которого через канал

движутся основные носители зарядов, создавая ток стока.

1)При отсутствии напряжения на затворе p-n переходы закрыты собственным внутрен-

ним полем, ширина их минимальна, а ширина канала максимальна и ток стока будет

максимальным.

2)При увеличении запирающего напряжения на затворе ширина p-n переходовувеличива-

ется, а ширина канала и ток стока уменьшаются.

3)При достаточно больших напряжениях на затворе ширина p-n переходов может уве-

личиться настолько, что они сольются, ток стока станет равным нулю.

Напряжение на затворе, при котором ток стока равен нулю, называется напряжением отсечки.

Вывод: полевой транзистор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор,

так как, изменяя напряжение на затворе, можно уменьшать ток стока и поэтому принято гово-

рить, что полевые транзисторы с управляющими p-n переходами работают только в режиме

обеднения канала.

2) Характеристики и параметры полевых транзисторов.К основным характери-

стикам относятся:

 Стокозатворная характеристика – это зависимость тока стока (Ic) от напряжения на за-

творе (Uси) для транзисторов с каналом n-типа.

 Стоковая характеристика – это зависимость Ic от Uси при постоянном напряжении на

затворе (смотрите Рис. 100). Ic = f (Uси) при Uзи = Const

Основные параметры:

1) Напряжение отсечки.

2) Крутизна стокозатворной характеристики. Она показывает, на сколько миллиампер изме-

нится ток стока при изменении напряжения на затворе на 1В.

3) Внутреннее сопротивление (или выходное) полевого транзистора.

4) Входное сопротивление.

Так как на затвор подаётся только запирающее напряжение, то ток затвора будет представлять

собой обратный ток закрытого p-n перехода и будет очень мал. Величина входного сопротив-

ления Rвх будет очень велика и может достигать 109 Ом.

3) Полевые транзисторы с изолированным затвором.Данные приборы имеют за-

твор в виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолирован-

ным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл,

окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.

МОП – транзисторы могут быть двух видов:

 Транзисторы со встроенным каналом

 Транзисторы с индуцированным каналом.