30. Полевые транзисторы и схемы их включения.
Полевой транзистор - это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлены потоком основных носителей заряда, протекающим через проводящий канал, управляемый электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком
Полевые транзисторы по принципу действия подразделяются на два вида:
полевые транзисторы с управляющим р-п-переходом;
полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП - или МОП - транзисторы).
В зависимости от проводимости канала полевые транзисторы делятся на: по- левые транзисторы с каналом р-типа и n-типа. Канал р-типа обладает дырочной проводимостью, а n-типа - электронной.
Полевой транзистор с управляющим р-п-переходом
Полевой транзистор с управляющим р-п-переходом - это полевой транзистор, в котором управление потоком основных носителей происходит с помощью выпрямляющего электрического перехода, смещенного в обратном направлении. Полевой транзистор в отличие от биполярного иногда называют униполярным, т.к. его работа основана только на основных носителях заряда одного знака - либо электронов, либо дырок.
Принцип действия такого полевого транзистора рассмотрим на примере структуры, приведенной на рис. 5.5.
Она представляет собой монокристалл полупроводника п-типа проводимости, по торцам которого методом напыления сформированы электроды, а посередине, с
двух сторон, созданы две области противоположного типа проводимости с электрическими выводами от этих областей. Тогда на границе раздела областей с различным типом проводимости возникнет р-п-переход. Электрические выводы от торцевых поверхностей полупроводника называют истоком И (электрод, через который в канал входят основные носители заряда) и стоком С (электрод, через который из канала уходят основные носители заряда), а оба р-слоя соединены между собой и образуют вывод от боковой поверхности – затвор 3 (электрод, на который подают управляющий сигнал - напряжение, служащее для регулирования поперечного сечения канала). Так же, как и биполярные транзисторы, полевые транзисторы могут быть разных типов. В рассматриваемом случае - полевой транзистор с каналом n-типа проводимости, и на принципиальных схемах он обозначается символом, представленным на рис. 5.5б. Если типы проводимости слоев полупроводника в таком транзисторе изменить на противоположные, то получим полевой транзистор с управляющим р-п-переходом и каналом р-типа. Его обозначение такое же, но стрелка затвора направлена в противоположную сторону (рис. 5.5в).
С |
|
И |
С
И
Рис. 5.5 Упрощенная структура полевого транзистора с управляющим р-п- переходом и каналом n-типа (а) и условные обозначения полевого транзистора, имеющего канал n-типа (б) и p-типа (в)
Схемы включения полевых транзисторов
Так же, как и биполярные транзисторы, полевые транзисторы могут иметь три схемы включения: с общим истоком, с общим стоком и с общим затвором. Схема включения определяется тем, какой из трех электродов транзистора является общим для входной и выходной цепей. Рассмотренный нами пример (рис. 5.5) является схемой с общим истоком (рис. 5.7а).
Схема с общим затвором (рис. 5.7б) аналогична схеме с общей базой у биполярных транзисторов. Она не дает усиления по току, а входное сопротивление здесь маленькое, так как входным током является ток стока, вследствие этого данная схема на практике не используется.
Схема с общим стоком (рис. 5.7в) подобна схеме эмиттерного повторителя на биполярном транзисторе и ее называют истоковым повторителем. Для данной схемы коэффициент усиления по напряжению близок к единице. Выходное напряжение по величине и фазе повторяет входное. В этой схеме очень высокое входное сопротивление и малое выходное.
