21

Лекция № 7 – 8

Полевые транзисторы (или униполярные, или канальные транзисторы).

Основные характеристики.

Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, в котором выходной ток управляется входным напряжением. Транзистор называется полевым, так как входное напряжение создает электрическое поле, влияющее на выходной ток.

Биполярные транзисторы управляются током, полевые транзисторы управляются напряжением. Различают следующие типы полевых транзисторов: полевые транзисторы с управляющим p-n переходом; полевые транзисторы с изолированным затвором.

В биполярных транзисторах, описанных ранее, существенную роль играют два типа носителей электрического тока: основные и неосновные. В полевых транзисторах ток создается основным типом носителей (электроны или дырки), а неосновные существенной роли не играют. Поэтому когда желают подчеркнуть различие между транзисторами, то обычные транзисторы называют биполярными, а полевые транзисторы – униполярными.

Он в меньшей степени подвержен влиянию температуры и радиации, т.к. этими факторами определяется концентрация неосновных носителей.

Полевой транзистор с p-n переходом

Его структура показана на рис. 1 (43).

рис. 1.

Обозначение выводов: С-сток, З-затвор, И-исток. Обозначение на схеме представлено на рис. 2 (44).

рис. 2.

Изображенный на рис.1 и 2 транзистор называется полевой транзистор с p-n переходом и каналом n-типа. Ток через канал образуется за счет основных носителей. При n-канале  за счет электронов. Управляющей цепью является цепь затвор-исток (З-И). Управляемой цепью является С-И. С помощью Uзи регулируется ширина канала, его проводимость, ток через него. При подаче отрицательного напряжения на затвор в области p-n перехода образуется обедненный слой (как у диода, смещенного в обратном направлении). Чем шире обедненный слой, тем уже канал, по которому могут проходить электроны от истока к стоку, т.к. обедненный слой, лишенный свободных носителей ведет себя как изолятор.

Полевой транзистор с p-n переходом и каналом p-типа показан на рис. 3 (45).

рис. 3.

Входные и выходные характеристики полевого транзистора с p-n переходом и каналом n-типа

Характеристики полевого транзистора с каналом n-типа приведены на рис. 4 (46). При Uзи=0 , Iс=Icнач=Imax; при |-Uзи||-Uотс|, Iс=0. Здесь Icнач –начальный ток стока; напряжение Uотс называется  напряжение отсечки.

рис. 4.

Uотс=(0,3…10)В, Iснач=(1…20)мА. Запрещается подавать положительное напряжение на затвор, так как на переходе ЗИ возрастает выделяемая мощность (нагрев). При приложении отрицательного управляющего напряжения обратный ток через ЗИ пренебрежительно мал.

На выходных характеристиках также может быть проведена нагрузочная прямая. У полевого транзистора управляемой величиной является ток стока Iс. Управление током стока осуществляется путем подачи Uзи со знаком, обратным направлению проводимости p-n перехода.

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.

Схема ключа на полевом транзисторе с p-n переходом

Схема и диаграммы показаны на рис. 5, 6 (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.

Рис. 5.

рис. 6.