Басқарушы p-n өткелі бар өрістік транзистор

Мұндай транзисторлардың бірнеше түрі бар. 1952 ж. Шокли алғашқы рет унитронды – жазық конфигурациялы өрістік транзисторды сипаттады. Транзистордағы өткізуші арна тиектен, кері бағытта ығысқан p-n өткелдермен, оқшауланған. Құйма және бастау электродтары арасындағы арна бойынша негізгі тасушылардың тогы ағады.

Бастау (Б) деп арнадағы негізгі заряд тасушылардың қозғалысы басталатын электродты атайды. Заряд тасушылар жиналатын (құйылатын) электрод құйма (Қ) деп аталады. Басқарушы кернеу үшінші электрод – тиекке (Т) беріледі. Мұндай транзистордың құрылымы кернеу беру сұлбасымен және токтардың бағытымен 6.1-суретте бейнеленген.

делік:

а) егер болса, онда біркелкі р-п өткел пайда болады, |U_ТБ | кернеуі өскен сайын, өткел кеңейеді, ал өткізуші арна тарылады;

б) егер кернеуі нөлге тең болмаса, онда арнаның ені, құйма тогының I_қ әсерінен арна кедергісіндегі кернеудің түсуі себебінен әркелкі болады. а нүктесінде кернеу U_а=U_ТБ -ғатең, б нүктесінде – U_б = U_ТБ + U_ҚБ.

Арнаның қимасы бастаудан құймаға қарай тарылады.

Басқарушы р-п өткелді транзистордың жұмыс істеу принципі, кері кернеудің әсерінен р-п өткелдің заряд тасушылар үлесі азайған облысының енінің өзгеруі себебінен, арна кедергісінің өзгеруіне негізделген. U_ТБ артқан кезде р-п өткел арнаға қарай өседі, арнаның көлденең қимасы және құйма тогы азаяды. Тиекте кернеу U_тб үлкен болған кезде арна жабылады (қабысады) да, ток нөлге ұмтылады. Тиек пен бастау арасындағы бұл кернеу U_ТБ ток токтату кернеуі U_ТТ деп аталады.

Транзистордың негізгі сипаттамалары U_қб = const болғандағы құйма тиектік I_қ = f(U_тб) (сурет 6.3,а) және U_тб = const болғандағы құймалық немесе шығыс сипаттамалары I_қ = f(U_қб) (сурет 6.3,б). Шығыс сипаттамаларды екі облысқа бөлуге болады: I-облыс токтың күрт өзгеруі (сипаттаманың сызықты омдық бөлігі) және қанығу режиміне сәйкес келетін П облысы (бейсызықты жазық, жұмыстық бөлік). Аз U_қб кезінде жабушы қабаттың кеңеюі мардымсыз. U_қб артқан кезде құйма тогы Ом заңы бойынша өседі, динамикалық тепе-теңдік туындайды: құйма тогының артуы р-п өткелдегі кернеудің түсуіне және құйма тогын азайтатын, арнаның тарылуына әкеледі. U_қб –ның кезекті артуы қиманы азайтпайды, ал «дәліз» немесе «мойын» деп аталатын, қиманың тар бөлігінің ұзындығын арттырады. Сондықтан құйма тогы тұрақты болады. В нүктесінде құйма кернеуі өткелдің тесілу кернеуіне жетеді. U_қб кернеуін ары қарай арттырсақ құйма тогы артып, аспап істен шығуы мүмкін. U_тб арттырғандағы процесстер (бастапқы қималар аз болғанда) осыған сәйкес, бірақ арнаның тарылуы ертерек басталады, бұл қанығу бөлігіне ерте шығуға әкеледі. Құйма тогы төмен деңгейде шектеледі.

U_қб = const болған кездегі құйма тиектік немесе беріліс сипаттамасы I_қ = f(U_тб) (сурет 6.3,а). Бұл сипаттаманы, тиектің басқарушы әрекетінің тиімділігін S = |_Ucи=соnst көрсететін параметр – сипаттама тіктігін S есептеуде пайдаланады. Транзистордың екінші маңызды параметрі шығыс кедергісі |U_тб=const болып табылады. Өрістік транзисторлардың күшейткіштік қасиеттері, сипаттаманың тіктігіне және шығыс кедергісіне байланысты μ=R_i∙S, күшейту еселігімен |_Uтб=const сипатталады.

Басқарушы р-п өткелі бар кремний өрістік транзисторлардың параметрлерінің әдеттегі мәндері: S = 0,3…3 мА/В; R_i = 0,1…1 МОм; μ = 10…100. Бұдан басқа, анықтамалықтарда, транзисторлардың физикалық және электрлік қасиеттерін сипаттайтын, мысалы, тиек кедергісі R_Т=(10⁹ – 10¹²Ом); арнаның кедергісі R_а = (50…800 Ом); тиек сыйымдылығы С_Т =(0,2…10 пФ) және т.б. параметрлер келтіріледі. Басқарушы р-п өткелі бар транзисторлардың негізгі артықшылық­тары: жоғары кіріс кедергі, аз шулар, жасалу жеңілдігі, транзистор ашық кезде құйма мен бастау арасында қалдық кернеудің болмауы.

Электродтарының формасы цилиндр түрінде болатын өрістік тарнзистордың түрі текнетрон деп аталады. Оның сипаттамасының тіктігі жоғары. Электродтары сақина тәріздес және қосымша дискі тәрізді басқарушы электроды – престрикторы бар өрістік транзистор – алкатрон деп аталады. Ол унитронның вертикаль өске қатысты құйма арқылы айналдырудан пайда болады (6.4-сурет).