2.3 Польові транзистори

Польовий транзистор — напівпровідниковий прилад, підсилювальна властивість якого обумовлена потоком основних носіїв, протікаючих через провідний канал і керований електричним полем.

Дія польового транзистора обумовлена рухом носіїв заряду однієї полярності. Польовий транзистор складається з напівпровідникового струмопровідного каналу з двома виводами і управляючого електроду, електричне поле якого управляє величиною струму в каналі. Протікаючий струм залежить від величини провідності каналу. Провідність напівпровідникового каналу залежить від концентрації носіїв заряду в ньому, їх рухливості, а також його геометричних розмірів: довжини і поперечного перетину. Змінюючи будь-яку з цих величин, можна змінити величину струму, що протікає через канал.

Польові транзистори розрізняються:

1) регульованим параметром провідності каналу;

2) типом каналу — поверхневим або об'ємним;

3) способом ізоляції управляючого електроду від каналу.

Існує два основні типи польових транзисторів: польові транзистори з управляючим р-п переходом і польові транзистори з ізольованим затвором.

Будь-який польовий транзистор має три електроди:

витік — електрод, від якого починають свій рух носії заряду в каналі;

стік — електрод, до якого стікають носії заряду каналу,

з атвор— управляючий електрод, електричним полем якого управляють величиною струму в каналі.

Стічний струм польового транзистора залежить від двох напруг:

напруги затвор — витік U _ЗІ і напруги стік U_Сі

Статистичні ВАХIC= f(U_сі; U_зі )

Стічні характеристики показують залежність

IC= f(U_сі) при U_зі = const

U_сіICUR_кан=(І_сR_к)Uр-n_обр=(Ез+U_R_кан)dS IC

Для режиму посилення використовується область насичення при U_сіU_сінасищення.

Рисунок 4.2 – Область насищення і стоко-затворні характеристики

Характеристики стоко-затворів (керуючих)

I_C= f(U_зі) при U_сі = const

Напруга відсічення - U_ЗІ_відс_., при якому I_C наближається до нуля.

Польовий транзистор з управляючим р-ппереходом— це польовий транзистор, затвор якого відокремлений в електричному відношенні від каналу р-ппереходом, зміщеним у зворотному напрямі.

Канал такого транзистора об'ємний, є напівпровідниковим кристалом з певним типом провідності (п-або- р) з виводами від стоку і витоку. Затвор – теж напівпровідник з протилежним каналу типом провідності, технологічно сполучений з каналом. Р-nперехід між каналом і затвором створює зворотний напрямок за рахунок підключення до нього джерела постійної напруги. При зміні величини зворотної напруги, що подається від джерела на р-пперехід, змінюється ширина замикаючого шару, а отже, і перетин каналу, тобто при зміні напруги на управляючому електроді змінюється струм стоку.

Польовий транзистор МДП - це транзистор технології металл–диэлектрик-напівпровідник, в якому як ізоляційний шар між затвором і каналом використовується діелектрик. У польовому транзисторі МОП використовується технологія металл- оксид – напівпровідник (діелектрик - оксид)

Слід розібратися в характеристиках польових транзисторів.

Польові транзистори характеризуються наступними основними параметрами:

S — крутизною характеристики польового транзистора;

R_i— внутрішнім опором стік-витік;

— коефіцієнтом посилення.