Полевые транзисторы

Полевым транзистором (ПТ) называют электропреобразовательный прибор, в котором ток канала управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком, и который предназначен для усиления электрических колебаний. Полевые транзисторы называют еще униполярными, так как принцип действия их основан на использовании носителей заряда только одного знака.

Классификация и условные обозначения полевых транзисторов

Полевые транзисторы (рисунок 39) подразделяются на n-канальные и

р-канальные; каждый тип транзистора, в свою очередь, бывает с управляющим p – n-переходом и с изолированным затвором (МДП-транзисторы или МОП-транзисторы). МДП- МОП-транзисторы делятся на транзисторы со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

Рисунок 39 – Классификация и условное обозначение полевых транзисторов

Полевые транзисторы с управляющим p – n-переходом

Конструкция. Рассмотрим n-канальный транзистор с управляющим p – n-переходом. Конструктивно такой транзистор представляет собой пластинку полупроводника n-типа с двумя p – n-переходами и тремя выводами (рисунок 40). Электрод, от которого начинают движение носители заряда, называется истоком (И), а электрод, к которому они движутся, – стоком (С).

Оба p-слоя электрически связаны между собой и имеют общий электрод, называемый затвором (З). Между p – n-переходами располагается канал, в данном случае n-типа. Управляющее (или входное) напряжение подается между З и И. U_З-И является обратным для обоих p – n-переходов. В выходную цепь, в которую входит канал транзистора, подключается напряжение U_C-И положительно полюсом к стоку.

Принцип работы сводится к тому, что при изменении U_З-И изменяется ширина p – n-переходов, которые представляют собой участки полупроводника, обедненные носителями заряда. Так как p-слой имеет бóльшую концентрацию примесей, чем n-слой, то изменение ширины переходов происходит в основном за счет более высокоомного n-слоя (эффект модуляции ширины базы). Тем самым изменяются сечение токопроводящего канала и его проводимость, т. е. выходной ток I_С (рисунок 41).

p

Канал

С

И

n

И

С

p – n-переход

p

З

З

U_З-И

U_С-И

Рисунок 41 – Принцип работы

полевого транзистора с p – n-переходом

U_С-И

Рисунок 40 – Конструкция транзистора

с управляющим p – n-переходом

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение U_З-И, так и напряжение U_C-И.

При U_C-И > 0 через канал протекает I_C, в результате чего создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока. Потенциалы точек канала n-типа будут неодинаковы по его длине, возрастая в направлении стока от 0 до U_C-И. Повышение U_C-И вызывает дальнейшее увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечения, т. е. проводимости. При некотором U_С-И происходит смыкание границ p – n-переходов и сопротивление канала становится высоким.