Теоретические сведения. Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате

Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. Протекание в полевом транзисторе рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы называются униполярными (в отличие от биполярных).

Существуют три группы полевых транзисторов: типа МОП (металл-оксид-полупроводник), с управляющим p-n- переходом, с управляющим переходом металл-полупроводник.

Рассмотрим устройство полевого транзистора с управляющим p-n- переходом (рис.1).

Рис. 1

Тонкая пластинка полупроводника (канал) снабжена двумя омическими электродами (исток, сток). Между истоком и стоком расположен третий электрод – затвор. Напряжение, приложенное между затвором и любым из двух других электродов, приводит к появлению в подзатворной области канала электрического поля. Влияние этого поля приводит к изменению количества носителей заряда в канале вблизи затвора и изменяет сопротивление канала.

Если канал полевого транзистора – полупроводник n- типа, то ток в нем переносится электронами, входящих в канал через исток, к которому в этом случае прикладывается отрицательный потенциал, и выходящий из канала через сток. Если канал полевого транзистора – полупроводник p- типа, то к истоку прикладывается положительный потенциал, а к стоку – отрицательный. При любом типе проводимости канала ток всегда переносится носителями заряда только одного знака: либо электронами, либо дырками, поэтому полевые транзисторы называют иногда униполярными транзисторами.

Полевые транзисторы применяются в качестве входных усилительных каскадов с высоким входным сопротивлением, в запоминающих устройствах, при изготовлении интегральных схем с высокой степенью интеграции и др.

Полевой транзистор можно включать в электрическую цепь по одной из трех схем: ОИ – с общим истоком (рис. 2а); ОЗ – с общими затвором; ОС – с общим стоком (рис. 2б). Основной является схема включения с общим истоком.

а) б)

Рис. 2

Усилительные свойства схемы характеризуются коэффициентом усиления по напряжению, равным отношению амплитуды выходного сигнала, к амплитуде входного:

. (1)

Так же значимыми параметрами являются входное и выходное сопротивления.

Для экспериментального определения входного сопротивления необходимо во входную цепь усилителя последовательно включить добавочное сопротивление R _доб. Это вызовет снижение выходного напряжения от U ₁ до U ₂. Тогда входное сопротивление возможно рассчитать как:

. (2)

Для определения выходного сопротивления необходимо подключить параллельно выходу усилителя сопротивление нагрузки R _н. Это так же вызовет снижение выходного напряжения от U ₁ до U ₂. Выходное сопротивление можно вычислить, используя соотношение:

. (3)

Дата добавления: 2015-12-07