Полевой транзистор с управляющим р-п переходом

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, в котором выходной ток управляется входным напряжением. Транзистор называется полевым, так как входное напряжение создает электри­ческое поле, влияющее на выходной ток.

Б биполярных транзисторах, описанных в предыдущей главе, существенную роль играют два типа носителей электрического тока: основные и неосновные. В полевых транзисторах ток со­здается основным типом носителей, а неосновные существенной роли не играют. Поэтому когда желают подчеркнуть различие между транзисторами, то обычные транзисторы называют бипо­лярными, а полевые транзисторы — униполярными.

В биполярном транзисторе управление выходным током осу­ществляется с помощью входного тока базы или эмиттера, что неизбежно связано со сравнительно малым входным сопротивле­нием. В ряде случаев это не является недостатком, а скорее пре­имуществом. Например, при малом входном сопротивлении вся­кого рода наводки посторонних напряжений оказываются значи­тельно меньшими, чем при высоком входном сопротивлении. Однако иногда крайне важно иметь очень большое входное сопро­тивление. Благодаря управлению электрическим полем входное сопротивление полевых транзисторов для постоянного тока и низ­кой частоты переменного тока может быть очень большим 10⁸ – 10¹⁵ ОМ.

Технология изготовления полевых транзисторов значительно проще, чем биполярных. Особенно важно, что полевые транзисто­ры в микросхемах занимают значительно меньшую площадь на один транзистор и потребляют гораздо меньший ток. Это позво­ляет создавать большие и сверхбольшие интегральные микросхемы (БИС и СБИС), содержащие на одной пластинке кремния со сто­ронами 4x5 мм от нескольких тысяч до десятков тысяч транзи­сторов и резисторов. Такие микросхемы применяются, например, в микрокалькуляторах и электронных наручных часах, в микроконтроллерах.

Рис.1.5.11. Схематическое изображение полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом р-типа.

Между каналом и затвором имеет место плоскостной р-п переход. Он становится проводящим при отрицательным напряжении между затвором и каналом более 0,6 В|
Для нормальной работы транзистора этот переход должен оставаться запертым, поэтому напряжение затвора относительно истока для транзистора с каналом р-типа должно быть положительным или равным нулю. Конечно, допустимо и небольшое отрицай
тельное напряжение, еще не приводящее к отпиранию р-n перехода.

Напряжение стока относительно истока, а следовательно, затвора должно быть отрицательным. Подача положительного напряжения на сток вызвала бы нежелательное отпирание р-п перехода. Отрицательное напряжение сток— исток вызывает ток впроводящем канале р-типа, изолированном от затвора и подложки запертыми р-п переходами (так называемая диодная изоляция).

Затвор является управляющим электродом. Изменяя на нее напряжение, можно влиять на толщину проводящего канала, а следовательно, изменять его сечение и сопротивление, что, в свою очередь, влияет на ток в проводящем канале и во внешней цепи.

Напряжение затвор — исток, при котором ток стока транзисто­ра с р-п переходом равен нулю или достигает заданного малого значения, называется напряжением отсечки.- Для транзи­сторов с р-каналом напряжение отсечки положительно и обычно равно 0,2—0,7 В. Естественно, что для транзисторов с управляю­щим р-п переходом с каналом n-типа напряжение отсечки отрица­тельно, а напряжение сток — исток положительно.

Рис. 1.5.12. Стоковые характеристики полевого транзистора с управляющим р-п переходом (канал р-типа).

Важным параметром полевого транзистора является крутизна характеристики

(1.5.5)

Рис.1.5.13. Схема резисторного уси­лителя на полевом транзисторе с управляющим р-п переходом и каналом р-типа.

Дата добавления: 2015-07-08