2.3.Полевые транзисторы

Полевым транзистором называют полупроводниковый прибор, в котором ток канала регулируют электрическим полем. Это происходит следующим образом.

Рис. 11

Каналом называют центральную область транзистора. Электрод, из которого исходят ток, называют истоком; электрод, с которого снимается ток, – сток; электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала,– затвор. Так как источник затвор-исток включен в непроводящем направлении, то ширина зоны барьера будет зависеть от его величины. Поэтому при большой величине напряжения между затвором и истоком, ток по каналу прекратится. Таким образом, регулируя напряжение между затвором и истоком, регулируем ток стока.

Поскольку ток в таком транзисторе определяется движением носителей одного знака, то его еще называют униполярным.

Условное графическое изображение полевых транзисторов с управляющим p-n переходом с каналом n-типа и p-типа приведены на рис. 12

Рис. 12. Условное графическое обозначение полевого транзистора

с управляющим p-n переходом с каналом n-типа (а), p-типа (б).

Свойства такого транзистора передают характеристики: передаточная и выходная.

Для полевых транзисторов с управляющим p-n переходом зависимость Iс от отрицательного значения Uзи при Uси=const называют передаточной характеристикой или стокозатворной (рис 13, а).

а б

Рис. 13

Основной статической характеристикой полевого транзистора с управляющим p-n переходом - выходная (стоковая), которая показывает зависимость Iс от Uси при Uзи=const (рис. 13, б)

Основным параметром является крутизна передаточной характеристики, которая характеризует управляющее действие затвора и её измеряют при Uзн= данное и Uси=const (колеблется в пределах 1–20 мА/В).

S= (dIс/dUзи)_Uси – соnst …………………

Другим параметром является дифференциальное сопротивление стока – называемое еще выходным дифференциальным сопротивлением (колеблется в пределах 0.1– 0.5 Мом):

при Uзи=const.

Для уменьшения тока затвора изготавливают полевой транзистор с изолированным затвором. Для чего между металлическими затвором и полупроводниковым каналом вводят тонкий слой диэлектрика (МДП)-транзисторы, в качестве его выступает оксид кремния – (МОП)-транзисторы (металл-окисел-полупроводник). Характеристики у них аналогичные.

В качестве предельно допустимых параметров нормируются максимально допустимые напряжения, максимальная мощность, и максимально допустимый ток стока.

2.4. Тиристор

Тиристор – полупроводниковый прибор с тремя р-п переходами. Принципиальная схема на рис. 14,а, вольтамперная характеристика – рис. 14, б, обозначения – рис. 14 ,в

I

p 1

n U

I_у 2

+ p

u_y 3

n 4

4 3 2 1 U

А б в

Рис. 14

Первоначально тиристор включается так, что переходы 1 и 3 открыты, а 2 закрыт и все напряжение приложено ко второму переходу. Если это напряжение повышать, то при напряжении электрического пробоя (т.1, рис.14,б) количество носителей резко возрастет, сопротивление прибора падает и на втором переходе напряжении падает до 0,5–1 В, что и не приводит к тепловому пробою.

Напряжение пробоя можно значительно снизить, если ввести цепь управления. По цепи управления течет ток, и величина его значительно повышает вероятность пробоя, поэтому пробой происходит в т. 2, 3, 4, в зависимости от величины тока управления.

В зависимости от того, к какой области подводится цепь управления, существует два обозначения – рис. 14, в

Существуют симисторы (триаком), которые представляют встречно-параллельное включение одинаковых четырехслойных структур. Такой прибор имеет симметричную характеристику, которая представляет собой прямую ветвь тиристора из первого квадранта, повторяющаяся в третьем, причем управляется и прямая и обратная ветви.

Как и диоды, тиристоры характеризуются максимальным прямым током и величиной обратного напряжения.