- •А.Н. Игнатов
- •Полевые транзисторы
- •И их применение
- •В технике связи
- •Монография
- •Предисловие
- •1. Общие сведения о полевых транзисторах
- •1.1. Классификация пт
- •1.2. Терминология и обозначения в системе параметров пт
- •1.3. Типы, характеристики и свойства пт
- •1.3.1. Общие сведения
- •1.3.2. Типы полевых транзисторов
- •1.3.3. Статические характеристики
- •1.3.4. Механизмы пробоя пт
- •1.3.5. Радиационная стойкость пт
- •1.3.6. Светочувствительность пт
- •1.3.7. Влияние температуры на характеристики пт
- •1.4. Модели пт и анализ эквивалентных схем пт
- •1.4.1. Общие сведения
- •1.4.2. Параметры пт на низких частотах
- •1.4.3. Параметры пт на высоких частотах
- •1.5. Основные режимы работы пт
- •1.6. Способы аппроксимации характеристик передачи пт
- •1.7. Особенности технологии и технико-экономические показатели производства пт
- •1.8. Перспективные области использования пт в технике связи
- •1.8.1. Общие сведения
- •1.8.2. Использование пт в качестве управляемых сопротивлений
- •1.8.3. Использование пт в ключевом режиме
- •1.8.4. Использование пт в режиме усиления
- •1.8.5. Использование пт в режиме с прямыми токами затвора
- •1.8.6. Использование пт в режиме пробоя
- •1.8.7. Использование пт в оптоэлектронных приборах
- •1.8.8. Использование пт в интегральных схемах
- •2.2. Регулировка коэффициента передачи изменением крутизны полевого транзистора в пологой области
- •2.3. Регулировка коэффициента передачи изменением проводимости канала в крутой области
- •2.4. Взаимосвязь параметров полевых транзисторов
- •2.5. Диапазон регулирования крутизны проводимости пт
- •2.6. Синтез регулировочных характеристик пт работающих в пологой области характеристик
- •2.7. Синтез регулировочных характеристик пт работающих в крутой области характеристик
- •2.8. Способы улучшения качественных показателей регуляторов усиления на пт
- •2.9. Методика расчета и исследование регуляторов усиления на пт
- •2.10. Динамические характеристики регуляторов на пт
- •2.11.2 .Применение пт в регуляторах тембра
- •2.11.3. Портативный приемник с высокоэффективной ару на пт
- •2.11.4. Экспандер на полевом транзисторе
- •2.11.5. Расчет авторегулятора уровня на пт
- •2.11.6. Усилитель с электронной регулировкой коэффициента передачи с помощью пт
- •2.11.7. Автогенератор с чм на пт
- •2.11.8. Диапазонный генератор с ам, широкополосный чм и электронной перестройкой частоты
- •3. Свойства и применение пт в ключевом режиме
- •3.1. Особенности работы пт в ключевых схемах аналоговых сигналов
- •3.2. Особенности работы пт в ключевых схемах дискретных сигналов
- •3.3. Параметры в ключевом режиме
- •3.4. Принципы построения ключевых схем на пт и особенности их расчета
- •3.5. Схемы управления ключами на пт
- •З.6. Показатели качества ключей на пт
- •3.7. Сравнение ключевых свойств полупроводниковых элементов
- •3.8.2. Применение пт в коммутаторе для центральной
- •3.8.3. Коммутатор на пт для системы передачи телеметрической информации
- •3.8.4. Некоторые применения ключевого режима работы пт в устройствах связи
- •3.8.5. Применение пт в устройстве автоматического контроля параметров радиовещательного тракта и автоматического перехода на резерв
- •4. Анализ свойств и возможностей применения пт в режиме усиления
- •4.1. Анализ нелинейных свойств пт
- •4.2. Оценка нелинейности характеристик передачи отечественных пт
- •4.3. Источники шумов пт
- •4.4. Определение шумовых параметров пт
- •4.5. Сравнение активных компонентов по уровню собственных шумов
- •4.6. Оптимизация параметров усилительных каскадов на пт
- •4.7.2. Применение пт в малошумящих усилителях
- •4.7.3. Применение пт в активных фильтрах
- •4.7.4. Каскады радиоприемников на пт в режиме усиления
- •5.2. Теория затворного детектора
- •5.3. Методика расчета затворного детектора
- •Исходные данные для расчета детектора
- •Порядок расчета
- •5.4. Анализ свойств пт в комбинированном режиме
- •5.5. Методика расчета каскада с пт в комбинированном режиме
- •5.6. Способы использования пт в комбинированном режиме
- •5.7. Практические схемы устройств техники связи с пт в режиме с прямыми токами затвора
- •5.7.1. Преобразователи длительности импульсов на пт
- •5.7.2. Электронное реле времени пригодное для интегрального исполнения
- •5.7.3. Устройство селективного вызова
- •5.7.4. Приемник многочастотного селективного вызова
- •5.7.5. Устройство контроля нескольких параметров по двум проводам
- •5.7.6. Вольтметры с пт в режиме с прямыми токами затвора
- •6. Полевые транзисторы для силовой электроники
- •6.1. Мощные полевые транзисторы
- •6.2 Транзисторы со статической индукцией
- •6.3. Мощные мдп-транзисторы с вертикальными каналами
- •6.4. Гибридные силовые транзисторы
- •6.5. Применение силовых полевых транзисторов
- •6.6.1. Применение мощных мдп-транзисторов в импульсных источниках питания
- •6.6.2. Усилители мощности на силовых транзисторах
- •7. Наноэлектронные транзисторы
- •7.1. Введение
- •7.2. Нанотранзисторы на основе структур хранения на сапфире
- •7.3. Нанотранзисторы с гетеропереходами
- •7.4. Нанотранзисторы с резонансным туннелированием
- •7.5. Нанотранзисторы на основе нанотрубок
- •Список литературы
1.8.4. Использование пт в режиме усиления
ПТ находят широкое применение в первых каскадах усилительных и радиоприемных устройств. В электромеханических усилителях они позволяют легко решить проблему входных цепей, обеспечивая высокое входное сопротивление (например, 10-9 – 10-12 Ом). ПТ позволяют реализовать малошумящие усилители низкой и высокой частоты с высоким входным сопротивлением, а также улучшить показатели операционных усилителей. Применение ПТ во входных каскадах радиоприемников позволяет осуществить схемы АРУ с сохранением линейности и шумовых свойств каскадов, достигаемых при использовании лучших типов биполярных транзисторов. Линейность входных каскадов приемников на ПТ объясняется тем, что ПТ имеют малые значения производных крутизны выше первого порядка. Эта особенность также учитывается при применении ПТ в схемах преобразователей частоты. Высокое входное сопротивление ПТ позволяет производить полное включение резонансных цепей к их входам, при использовании в усилителях высокой частоты и генераторах.
Явно выраженная квадратичность характеристики передачи ПТ используется в схемах квадратов и в перемножителях сигналов.
1.8.5. Использование пт в режиме с прямыми токами затвора
Режим работы ПТ с прямыми токами затвора относится к недостаточно исследованным режимам работы. В некоторых монографиях и статьях содержатся ошибочные утверждения о том, что ПТ в рассматриваемом режиме работать не могут или его использовать нецелесообразно.
В настоящей работе показана перспективность использования ПТ в режиме с прямыми токами затвора в устройствах техники связи. Такой режим реализуется в схемах затворных детекторов. При этом удается обеспечить значительный коэффициент передачи, высокое входное сопротивление детектора и малые нелинейные искажения продетектированного сигнала.
Режим с прямыми токами затвора целесообразно использовать для увеличения выходной мощности оконечных каскадов усилителя мощности.
Использование ПТ в упомянутом режиме позволяет улучшить их ключевые свойства.
Использование ПТ в режиме с прямыми токами затвора и в качестве управляемого сопротивления перспективно во многих устройствах техники связи: приемниках селективного вызова, устройствах дистанционного управления и контроля, реле времени и т.д.
В режиме с прямыми токами затвора могут работать ПТ с p-n-переходом и БШ ПТ. МДП ПТ не могут работать в режиме с прямыми токами затвора, т.к. при отсутствии явления пробоя ток через диэлектрик между каналом и затвором протекать не может. Однако они могут работать в режиме с прямыми токами подложки. Такой режим работы МДП ПТ аналогичен режиму с прямыми токами затвора.
Эффективность управления выходным током или проводимостью МДП ПТ с помощью прямых токов подложки обычно менее выражена, чем у ПТ с p-n-переходом. Разумеется, указанный режим может быть реализован только теми типами МДП ПТ, которые имеют внешний выход подложки.
1.8.6. Использование пт в режиме пробоя
В режиме обратимого пробоя могут работать ПТ с p-n-переходом. Работа ПТ в таком режиме напоминает работу стабилитрона. Существенное отличие ПТ используемого в режиме пробоя от стабилитрона заключается в наличии у него управляющего электрода затвора. Меняя потенциал затвора, можно изменить напряжение сток-исток ПТ, при котором происходит пробой. Это явление целесообразно использовать в маломощных стабилизаторах напряжениях. Схема стабилизации напряжения U1 с помощью ПТ в режиме пробоя приведена на рисунке 1.15. Сопротивление резистора R1 выбирается исходя из максимального допустимого тока стока ПТ при пробое. Необходимое напряжение стабилизации устанавливается подбором напряжения U2.
Рисунок 1.15 Стабилизатор напряжения использующий эффект
пробоя p-n-перехода
