ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР

January 22, 2012 by admin Комментировать »

В предыдущей главе подчеркивалось, что одно из главных свойств биполярного транзистора состоит в том, что он является усиливающим устройством, управляемым током. В случае полевого транзистора (Field-Effect Transistor, FET) выходным током управляет входное напряжение, тогда как входной ток обычно пренебрежимо мал (он может быть меньше 1 пА). Это большое достоинство, важное в тех случаях, когда сигнал приходит от таких устройств, как конденсаторный микрофон или пьезоэлектрический датчик, которые не в состоянии давать сколько-нибудь значительный ток.

Полевые транзисторы бывают, по существу, двух типов: полевые транзисторы с управляющим р-«-переходом (Junction FET, JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (Insulated Gate FET, IGFET). Транзисторы последнего типа больше известны как МОП-транзисторы, при этом название указывает на их конструкцию: металл—окисел—полупроводник (Metal-Oxide-Semiconductor FET, MOSFET).

Полевой транзистор с р-п-переходом

Конструкция

На рис. 2.1 схематически изображен я-канальный полевой транзистор с р-п-переходом и приведено его условное обозначение. К обоим концам крошечного бруска из кремния n-типа прикреплены выводы, образующие омические (невыпрямляющие) контакты. Область кремния р-типа, поме

Рис. 2.1. Полевой транзистор с />-л-переходом:

а — схематическое изображение конструкции транзистора с каналом л-типа; б, в — обозначение транзисторов с каналом л-типа и с каналом р-типа соответственно.

щаемая на боковой поверхности бруска, образует р-п-переход. Контакт на нижнем конце бруска называется истоком, а контакт на верхнем конце бруска — стоком. Как это следует из названий, электроны движутся от истока к стоку, и управляет этим током напряжение, которое подается на n-область, называемую затвором.

В альтернативной конструкции с каналом р-типа затвор выполнен из материала p-типа. На рис. 2.1, в указано обозначение такого транзистора на схемах.

Принцип действия

Ток, текущий через транзистор с р-n-переходом, зависит от размера обедненного слоя на смещенном в обратном направлении переходе затвор- канал. На рис. 2.2 показана схема для тестирования я-канального полевого транзистора с р-n-переходом, на которой изображен также обедненный слой. Затвор легирован в значительно большей степени, чем брусок n-типа, так что обедненный слой почти полностью располагается в бруске. На затвор подается отрицательное напряжение смещения относительно истока (VGS), заставляющее обедненный слой принять ту особую форму, которая показана на рисунке: слой шире вверху и уже внизу, так как сток поддерживается более положительным, чем исток. Чем шире обедненный слой, тем уже канал, по которому могут проходить электроны от истока к стоку, поскольку сам обедненный слой, лишенный свободных носителей, ведет себя как изолятор. Следовательно, при фиксированном напряжении сток—исток ток стока зависит от входного напряжения VGS. На практике

Рис. 2.2. Схема для тестирования «-канального полевого транзистора с />-л-переходом.

В схематически изображенном транзисторе показан поток электронов, движущихся по каналу.

4 3-663 обычно области р-типа располагаются по обе стороны бруска n-типа, так что проводящий канал оказывается между двумя обедненными слоями. В отличие от биполярного транзистора ток, текущий по полевому транзистору с р-я-переходом, образуется только основными носителями. Поэтому такой транзистор иногда называют униполярным, и он в меньшей степени, чем биполярный транзистор, подвержен влиянию температуры и радиации, поскольку этими факторами определяется концентрация неосновных носителей.

У /^-канальных полевых транзисторов с р-n-переходом, которые менее распространены, чем я-канальные, основными носителями в канале являются дырки. У таких транзисторов на сток подают отрицательное напряжение относительно истока, а на затвор — положительное напряжение относительно истока, смещающее р-п-переход в обратном направлении.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты