Параметры транзисторов в режиме малого сигнала (Рис21)

Тема 4 .Полевые транзисторы в иллюстрациях

Полевые или униполярные транзисторы – 3-х электродные полупроводниковые приборы, в которых электрический ток, состоящий из зарядов одного знака (отсюда униполярный), протекая по электропроводящему каналу внутри п/п структуры, управляется поперечным каналу электрическим полем (отсюда полевой).

Канал создается между электродами: истоком (и) и стоком (с). Поле создается между пластинами «конденсатора» путем подачи напряжения на 3-й электрод, называемый затвором (з). см Рис № 4. (и, с и з у ПТ выполняют функции э, к и б у БТ).

Классификация ПТ и их УГО на электрических схемах

ПТ делятся

ПТ с управляемым

p-n переходом

ПТ с изолированным затвором:

а) и в) со встроенным каналом n и р типов

б) и г) с индуцированным каналом n и р типов.

Замечание. Эти транзисторы относятся к классу МДП – металл, диэлектрик, полупроводник. Если в качестве диэлектрика берется Si O₂, то транзистор иногда называют МОП транзистором (металл-окисел –полупроводник.)

Рис 1.

Рис 2.

Рис 3.

Структурные схемы ПТ и принципы их работы

Токовый канал, проводимостью n располагается между двумя областями с проводимостью р типа, которые электрически связаны и образуют единый электрод-затвор. Между каналом и затвором создаются два p-n перехода. Ток протекает от истока к стоку по каналу, сечение которого зависит от затвора.

При отсутствии напряжения на затворе – ток в канале максимальный. Если на затвор подавать отрицательный потенциал и увеличивать его, то произойдет расширение области p-n переходов, включенных в обратном направлении, сечение канала будет уменьшатся, что приведет к уменьшению стокового тока вплоть до 0.

Говорят, что ПТ в этом случае работает в режиме обеднения. Уменьшая или увеличивая потенциал на З, мы управляем током

Рис 4

На рис 4 дана структурная. схема ПТ с управляемым

p-n переходом и каналом n типа, а также схема его включения в рабочем режиме

На рис 5 дана структурная. схема МДП транзистора с изолированным затвором и встроенным каналом р типа.

При росте отрицательного потенциала на затворе неосновные заряды –дырки притягиваются из n области и увеличивают сечение канала, что приводит к росту тока. Наоборот, при подаче положительного потенциала сечение канала уменьшается и ток падает. Говорят, что ПТ может работать в режимах обогащения и обеднения.

На рис 6 дана структурная. схема МДП транзистора с изолирован-ным затвором и индуцированным каналом р типа. При 0 потенциале на затворе транзистора токовый канал между р областями истока и стока отсутствует. При подачи отрицательного потенциала на З область вблизи диэлектрика насыщается дырками и при некотором напряжении на З канал начинает формироваться.. дальнейший рост напряжения приводит к росту сечения канала и росту тока. ПТ работает в режиме обогащения.

Статические характеристики ПТ разных видов включенных по схеме с ОИ.

Рис 9. ПТ с управляемым p- n переходом, каналом n

Рис 9. Левая стоковая (выходная) характеристика- зависимость тока стока от напряжения между стоком и истоком при пост. напряж. на затворе. Для режима усиления используется область насыщения:

U_СИ > U_{СИ НАС}, (справа от пунктирной линии).

Правая стоко-затворная (управл. или проходная) хар-ка – завис. тока стока от напряж. затвор-исток при пост напряж. сток-исток. U_{ЗИ ОТС} – напряж. отсечки (- 8 В)

Рис 10. ПТ с изолированным затвором и встроенным каналом р типа

Левая стоковая (выходная) хар-ка

Правая стоко-затворная.

U_{ЗИ ОТС} – напряжение отсечки

Рис 11.ПТ с изолированным затвором и индуцированным каналом n типа

Левая стоковая (выходная) характеристика

Правая стоко-затворная.

U_{ЗИ ПОР} – пороговое напряжение, т.е. напряжение когда канал сформировался и начал пропускать ток. Дальнейший рост напряжения приводит к его лучшему насыщению и улучшению проводимости канала.

Замечание. полярность напряжения на затворе по знаку противоположно знаку НЗ в канале, т.е. для n канала знак «+», для р канала- знак «-»