4.6.2. Полевые транзисторы с "p-n"-переходом

Основу полевого транзистора с "p-n"-переходом представляет собой полупроводниковый стержень "n"-типа или "p"-типа, который имеет выводы с обоих концов. Этот стержень называется каналом. К выводам канала через сопротивление нагрузки подводится питающее напряжение. На боковой поверхности канала с противоположных сторон сформирован "p-n"-переход таким образом, чтобы он был параллелен направлению тока.

Вывод канала, от которого носители заряда начинают свой путь, называется истоком, а противоположный вывод, к которому приходят носители, называется стоком. Вывод от "p-n"-перехода называется затвором.

Устройство и схема включения полевого транзистора с "p-n"-переходом показаны на рис. 5.4.23.

"n"-канал "p-n"-переход

Исток Сток

Затвор

~ R_н

– +

+ –

Рис. 5.4.23. Устройство и схема включения

полевого транзистора с "р-n"-переходом

Электрическое поле, создаваемое затвором, изменяет плотность носителей заряда в канале, что приводит к соответствующему изменению величины протекающего тока. Поскольку "р-n"-переход, с помощью которого происходит управление протекающим током, включен в обратном (непроводящем) направлении, то ток затвора незначителен.

4.6.3. Полевые транзисторы с изолированным затвором

Полевые транзисторы с изолированным затвором получили назва­ние "MOП- транзисторы" (по составу структуры ''металл-окисел-полупроводник").

В полевых транзисторах с МОП-структурой затвор отделен от кана­ла тонким изолирующим слоем. Наличие изолирующего слоя значительно уменьшает ток затвора, причем указанный ток не зависит от полярности приложенного к затвору напряжения (в отличие от полевых транзисторов с "р-n" переходом). Тем не менее, изолирующий слой не препятствует проникновению поля в канал, ввиду малой толщины этого слоя.

Каналы полевых транзисторов с МОП-структурой могут быть встроенными (обедненного типа) или индуцированными (обогащенного типа).

4.6.4. Характеристики полевых транзисторов

Свойства полевых транзисторов, так же, как и биполярных, опреде­ляются статическими вольтамперными характеристиками.

Обычно используются два семейства статических характеристик:

– переходные (сток-затворные) характеристики;

– выходные (стоковые) характеристики.

Переходные (сток-затворные) характеристики полевых транзисто­ров отражают зависимость тока стока от напряжения между затвором и истоком.

Выходные (стоковые) характеристики отражают зависимость тока стока от напряжения на стоке при фиксированных значениях напряжения между затвором и истоком.

На рис. 5.4.24 приведены сток-затворные характеристики полевых транзисторов с "p-n"-переходом, с встроенным каналом и с индуцированным каналом.

с)

I _c I_c I_c

а)

b)

с)

I_cн

–U_пор

U_зи –U_зи U_зи –U_зи 0

Рис. 5.4.24. Сток-затворные характеристики полевых транзисторов

1. с "p-n"-переходом

2. с встроенным каналом

3. с индуцированным каналом

Если между стоком и истоком полевого транзистора с встроенным каналом приложено питающее напряжение, то при нулевом напряжении на затворе по этому каналу протекает начальный ток стока I_сн . Изменяя величину и полярность напряжения на затворе, можно управлять током в канале.

У полевых транзисторов с индуцированным каналом при нулевом напряжении на затворе выходной ток (ток между истоком и стоком) от­сутствует. Для обеспечения протекания тока в канале необходимо подать на затвор напряжение, величина которого выше порогового значения U_пор, причем для транзисторов с "p"-каналом полярность напряжения, подаваемого на затвор, должна быть отрицательной, а для транзисторов с "n"-каналом – положительной.

В ыходные характеристики полевого транзистора приведены на рис. 5.4.25.

I_c U_зи = 0

U_зи = 0,4 в

U_зи = 0,8 в

U_зи = 1,2 в

U_си