3.1.1. Входные и выходные характеристики полевого

транзистора с p-n переходом и каналом n-типа

Статические характеристики полевого транзистора с p-n переходом и

каналом n-типа приведены на рис. 46. Характеристики Ic(Uси) называются

выходными стоковыми характеристиками, характеристика Ic(Uзи)

называется входной характеристикой управления.

В рабочем режиме при Uси>0, Uзи<0 по каналу протекает ток, поэтому

потенциалы различных поперечных сечений канала оказываются

неодинаковыми. Наибольшим сечение канала будет возле истока, где Upn=

Uзи, а наименьшим – возле стока, где обратное (отрицательное)

напряжение p-n перехода равно Up-n=Uзи-Uси (следует помнить, что Uзи<0,

а Uси>0). Если увеличивать Uси, то напряжение Up-n=Uзи-Uси может

достичь напряжения Uзи отс, а это означает, что в сечении канала возле

стока произойдет перекрытие канала. В действительности полного

перекрытия канала не происходит, т.к. полное перекрытие привело бы к

отсечке тока канала Iк, создаваемого источником напряжения Uси.

Оказывается, что в самом узком месте возле стока остается малое сечение

канала, пропускающее ток, т.е. происходит не отсечка тока канала, а его

ограничение. Такой процесс называется насыщением. Напряжение, при

котором оно наступает, – напряжением насыщения Uси нас. При этом ток

равен значению Ic нач.

Описанные процессы отражены на выходных характеристиках на рис.

46. Из условия Up-n=Uзи отс=Uзи-Uси нас находим:

Uси нас=Uзи-Uзи отс=|Uзи отс|-|Uзи|.

Выражение для тока стока имеет вид:

Iс=Ic нач(1–Uзи/Uзи отс)2.

Это парабола, график которой является входной характеристикой и имеет

вид:

20

21

Если в полевом транзисторе при Ucи>Ucи нас изменять напряжение на

затворе от 0 до |Uзи|>|Uзи отс|, то толщина суженного участка канала будет

уменьшаться до нуля и ток канала станет равным нулю, а в цепи стока

протекает некоторый малый остаточный ток (ток отсечки). Он состоит в

основном из обратного тока p-n перехода, протекает от стока на затвор и

пренебрежительно мал (обычно имеет значение несколько микроампер).

При большом напряжении Ucи, когда Ucи+|Uзи|>Uпроб в

обратновключенном управляющем p-n переходе вблизи стока возникает

электрический (лавинный) пробой и ток стока резко возрастает. Этот ток

замыкается через электрод затвора.

На рис.46 при Uзи=0 , Iс=Icнач=Imax; при |-Uзи|>|-Uотс|, Iс=0. Здесь

Icнач – начальный ток стока; напряжение Uотс . напряжение отсечки.

Uотс=(0,3…10)В, Iснач=(1…20)мА.

На выходных характеристиках также может быть проведена

нагрузочная прямая, как и у биполярных транзисторов.

Типы транзисторов с p-n переходом: КП103 - с каналом n -типа, КП 302,

КП 303, КП307 - с каналом p -типа.

Полевые транзисторы могут работать как в усилительном, так и в

ключевом режимах.

3.1.2. Схема ключа на полевом транзисторе с p-n переходом

Схема и диаграммы показаны на рис. 47, 48.

Состояние I . ключ разомкнут (транзистор не проводит). Cостояние II .

ключ замкнут (транзистор проводит). Такой ключ может быть применен в

генераторе пилообразного напряжения для периодического сброса

напряжения на конденсаторе.