3. Достоинства и недостатки полевых транзисторов. Преимущества и недостатки полевых транзисторов перед биполярными.
Полевые транзисторы практически вытеснили биполярные в ряде применений. Самое широкое распространение они получили в интегральных схемах в качестве ключей (электронных переключателей)
Главные преимущества полевых транзисторов
Благодаря очень высокому входному сопротивлению, цепь полевых транзисторов расходует крайне мало энергии, так как практически не потребляет входного тока.
Усиление по току у полевых транзисторов намного выше, чем у биполярных.
Значительно выше помехоустойчивость и надежность работы, поскольку из-за отсутствия тока через затвор транзистора, управляющая цепь со стороны затвора изолирована от выходной цепи со стороны стока и истока.
У полевых транзисторов на порядок выше скорость перехода между состояниями проводимости и непроводимости тока. Поэтому они могут работать на более высоких частотах, чем биполярные.
Главные недостатки полевых транзисторов
Структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре (150С), чем структура биполярных транзисторов (200С).
Несмотря на то, что полевые транзисторы потребляют намного меньше энергии, по сравнению с биполярными транзисторами, при работе на высоких частотах ситуация кардинально меняется. На частотах выше, примерно, чем 1.5 GHz, потребление энергии у МОП-транзисторов начинает возрастать по экспоненте. Поэтому скорость процессоров перестала так стремительно расти, и их производители перешли на стратегию «многоядерности».
Важнейшим недостатком полевых транзисторов является их чувствительность к статическому электричеству.
Билет №6
1. Р-n переход в равновесном состоянии.
Р-n переход в равновесном состоянии.
Если к р-n полупроводнику не приложено внешнее напряжение (которое создает поле в объеме полупроводника), то имеет место равновесное состояниеp-n-перехода.
При отсутствии внешнего напряжения движение электрических зарядов через p-n переход носит характер диффузии основных носителей заряда из одной области проводимости в другую где они становятся неосновными носителями и через определенное время рекомбинируют с основными носителями.
В р-области вблизи металлургического контакта после диффузии из нее дырок остаются неподвижные отрицательно заряженные ионы акцепторов, а в n-области — неподвижные положительно заряженные ионы доноров.
Между п и р областями при этом существует разность потенциалов, называемаяконтактной разностью потенциалов (Uконт), или говорят, что в области p-n перехода образуется потенциальный барьер (Df), а p-n переход называютзапирающим слоем.
При отсутствии внешнего электрического поля результирующий ток через p-n переход в равновесном состоянии отсутствует.
Iдифф n – Iдр n + Iдифф p - Iдр p = 0
2. Особенности схемы с общей базой. Достоинства и недостатки.
У
силительный
каскад с общей базой (ОБ)
— одна из трёх типовых схем
построения электронных
усилителей на
основе биполярного
транзистора.
Характеризуется отсутствием усиления
по току (коэффициент передачи близок к
единице, но меньше единицы), высоким
коэффициентом усиления по напряжению
и умеренным (по сравнению со схемой
с общим эмиттером)
коэффициентом усиления по мощности.
Входной сигнал подаётся на эмиттер, а
выходной снимается с коллектора. При
этом входное сопротивление очень мало,
а выходное — велико. Фазы входного и
выходного сигнала совпадают.
Особенностью схемы с общей базой является минимальная среди трёх типовых схем усилителей «паразитная» обратная связь с выхода на вход через конструктивные элементы транзистора. Поэтому схема с общей базой наиболее часто используется для построения высокочастотных усилителей, особенно вблизи верхней границы рабочего диапазона частот транзистора.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх=Iк/Iэ=α [α<1]
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iэ.
Достоинства:
Хорошие температурные и частотные свойства.
Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой :
Малое усиление по току, так как α < 1
Малое входное сопротивление
Два разных источника напряжения для питания.