48.Өрістік транзисторлар. P-n өткелі басқарылатын өрістік транзистор

Өрістік транзистор электр өрiсiмен басқарылады. Оның шығыс ток жолын (каналын) көлденең берiлген кернеу реттеп, ток кұшiн өзгертiп отырады. Сондықтан, мұндай транзисторларды өрiстiк транзисторлар деп атайды. Электр өрiсiмен басқарылатындықтан транзистордың кiрiс кедергiсi тұрақты токқа және төменгi жиiлiктегi айнымалы токқа қатысты өте жоғары болуы мүмкiн: 108 – 1015 Ом. Электр өрiсiмен ток кұшiн екi әдiс бойынша өзгертiп отыруға болады. Ток жолына көлденең берiлген кернеудiң мөлшерiне және таңбасына қарай каналдың енi арта түседi немесе тарылады. Басқаша айтқанда, транзистордың ток өткiзу қабiлетi, оның кедергiсi өзгерiп отырады. Екiншiден, кiрiсiне берiлген кернеу көмегiмен каналдың меншiктi өткiзгiштiгiн өзгертiп отыруға болады.

Осы әдiстер бойынша өрiстiк транзисторлардың екi түрi бар: p-n- өткелiмен басқарылатын және әртекті, құрылымдық өрiстiк транзисторлар. Соңғы транзистор каналы индукцияланған және алдын- ала қондырылған болып тағы екi түрге бөлiнедi де құрылысына сәйкес МДШ (металл-диэлектрик-шалаөткiзгiш) транзистор деп аталады.

n - типтi өткiзгiшi бар кристалдың екi жағында (үстi мен астыңғы жақтарында) күштi легирленген p+ аймақтары түзiлген. Бұл екi аймақ сырттан қысқа тұйықталып өрiстiк транзистордың тиек (затвор) электродын құрайды. Олардың арасында орналасқан n- типтi аймағы арна болып табылады да, оның ток тiзбегi жалғанған екi шетiнiң бiрi бастау (исток), екiншiсi құйма (сток) деп аталатын тоқтың шығу және жиналу электродтары болады. Тиек каналды екi жағынан қапсыра қоршап тұр және тиекке терiс кернеу берiлсе, тиек пен канал шекарасындағы p-n- өткелдiң жапқыш қабаты кеңейе түседi. Нәтижесiнде арнаның енi азайып (тоқ жолы тарылып), тоқ өткiзу қабiлетi кемидi. Басқаша айтқанда, p-n өткелдерi керi қосылғандықтан (терiс кернеу берiлген), оларды диэлектрикке балауға болады. Осы кеңейтiлген диэлектрик қабаты каналды екi жағынан қыса түсiп канал қимасын азайтады. Сонымен тиекке берiлген кернеу мөлшерiне қарай бастаудан құймаға ағатын ток күшiнiң шамасын өзгертiп басқарып отырамыз. Тиек кернеуiн арттыра отыра, оның белгiлi бiр шамасына жеткiзгенде, жапқыш қабаттары екi жағына ұлғайып бiр-бiрiмен қабыса түседi. Нәтижесiнде ток жолы үзiледi. Мұндай кернеу тиек-бастау (затвор-исток) арасындағы кесу кернеуi деп аталады (Uтб кесу Uзи отсечки), оның мөлшерi 0,2-0,7В шамасында (Uси =0 болғанда).

\

48. Өрістік транзисторлар. P-n өткелі басқараылатын өрістік транзисторлар.

Транзистор – үш электродты, электр сигналдарын күшейту мен түрлендіруге арналған жартылай өткізгіштік аспап.

Ток түзуге қатысатын заряд тасушыларына байланысты транзистор биполяр және униполяр болып екіге бөлінеді.

Өрісті транзистор электр өрісімен (токсыз) басқарылады. Кіріс кедергісі өте жоғары болғандықтан сигнал көзінен ток пен қуат жұмсамайды.

Өрісті транзистордың екі түрі бар: р-n - ауысулы өрісті транзистор және оқшауланған (изоляцияланған) тиекті өрісті транзистор. Соңғы транзистор индукцияланған және қондырылған каналды болып тағы екіге бөлінеді де, құрылысына сәйкес МДЖ (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) транзистор деп те аталады.

Олардың шартты белгілері 1-суретте көрсетілген.

а) ә) б) в)

Сурет 1 - Өрісті транзисторлардың схемалық шартты белгілері:

а) р-n - ауысулы n-каналды; ә) р-n - ауысулы р-каналды; б) оқшауланған тиекті индукцияланған р-каналды; в) оқшауланған тиекті индукцияланған

n-каналды.

р-n ауысулы өрісті транзистор. Транзистордың бұл түрі бір ғана р-n ауысуынан турады. р-n ауысулы өрісті транзистордың қарапайым құрылысы 2,а-суретте келтірілген: негізгі n кремний кристалын екі жағынан р аймағы, яғни тиек (Т) (затвор) қапсыра қоршап тұр. Олардың ортасында орналасқан n аймағы канал деп аталады да, оның тізбегі жалғанған екі шетінің бірі-бастау (Б) (исток), екіншісі құйма (Қ) (сток) деп аталып, тоқтың шығу және жиналу көздерін көрсетеді.

р-n ауысулы өртістік транзистордың жұмыс істеу принципі мынадай. Тиекке теріс кернеу беретін болсақ (2, ә-сурет), онда кәдімгі р-n ауысуының кері қосылуындағыдай (р-n ауысуы) оның ені арта түседі. Ауысу ішінде жылжымалы заряд бөлшектерінің болмайтындығын ескере отырып, оны диэлектрикке балауға болады. Онда осы диэлектрик аймағы каналдың енін екі жағынан қусыра қыса түсіп, оның ток өткізу қабілетін азайтып, басқаша айтқанда, оның кедергісін арттырады. Сонымен біз тиек кернеуінің арқасында канал енін өзгерте отырып, бастаудан құймаға ағатын ток күшінің шамасын реттеуімізге, басқаруымызға болады. Транзистордың басқару принципінің мәні осында.