16. Униполярные транзисторы, их разновидности и схемы замещения, схемы включения, частотные свойства, усилительные свойства, усилитель и ключ на транзисторе, обр.

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей одного знака (электронами или дырками), протекающим через тонкую область полупроводника – проводящий канал, между его выводами (истоком и стоком).

П о физической структуре и механизму работы полевые транзисторы условно делят на 2 группы. Первую образуют транзисторы с управляющим р-n переходом, или переходом металл — полупроводник (барьер Шоттки), вторую — транзисторы с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл — диэлектрик — полупроводник).

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом

Классификация полевых транзисторов

Схемы включения полевых транзисторов

Полевой транзистор можно включать по одной из трех основных схем:

Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n переходом с общим стоком	Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n переходом с общим затвором	Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n переходом с общим истоком

Частотные свойства полевых транзисторов определяются постоянной времени RC-цепи затвора.

У полевых транзисторов с изолированным затвором входная емкость значительно меньше, поэтому их частотные свойства намного лучше, чем у полевых транзисторов с р-n-переходом.

У силительные свойства полевых транзисторов обусловлены переносом основных носителей заряда, их верхняя граница эффективного усиления выше, чем у биполярных.

На графике можно четко выделить три зоны. Первая из них — зона резкого возрастания тока стока («омическая» область.

Вторая зона — область насыщения. Она имеет почти линейный вид. Третья зона графика — область пробоя.

С правой стороны рисунка показан график еще одной важной зависимости — стоко-затворной характеристики. Она показывает то, как зависит ток стока от напряжения затвор-исток при постоянном напряжении между истоком и стоком. И именно ее крутизна является одним из основных параметров полевого транзистора.

Общие параметры полевых транзисторов

Максимальный ток стока при фиксированном напряжении затвор-исток

1. Максимальное напряжение сток-исток, после которого уже наступает пробой

2. Внутреннее (выходное) сопротивление, напряжение затвор-исток — константа

3. Крутизна стоко-затворной характеристики

4. Входное сопротивление

5. Коэффициент усиления

Отличия полевых транзисторов от биполярных. Области применения

Первое и главное отличие этих двух видов транзисторов в том, что вторые управляются с помощью изменения тока, а первые — напряжения. Преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:

• высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление;

• высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей);

• поскольку усилительные свойства полевых транзисторов обусловлены переносом основных носителей заряда, их верхняя граница эффективного усиления выше, чем у биполярных;

• высокая температурная стабильность;

• малый уровень шумов, так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда, которое и делает биполярные транзисторы «шумными»;

• малое потребление мощности.

Недостаток — они «боятся» статического электричества.

Применяются полевые транзисторы практически везде. Цифровые и аналоговые интегральные схемы, следящие и логические устройства, энергосберегающие схемы, флэш-память...