32

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ

Пермский государственный университет

Кафедра экспериментальной физики

Усилители на полевых транзисторах

Методические указания

Пермь 2003

Составители: доц. Н.Н.Коротаев, доц. И.Л.Вольхин

УДК 621.38

Усилители на полевых транзисторах: Методические указания /Перм. ун-т; Сост. Н.Н.Коротаев, И.Л.Вольхин. - Пермь, 2003.‑29с.

В издании рассмотрен принцип работы полевых транзисторов с управляемым р-nпереходом, приведены характеристики усилителей с общим истоком, общим стоком и общим затвором, даны рекомендации по выполнению лабораторной работы. Оно соответствует программам курсов “Основы радиоэлектроники”, “Радиофизика и электроника”, “Основы электроники”, “Радиоэлектроника” и “Радиоизмерения”.

Предназначено для студентов физического факультета специальностей “Радиофизика и электроника”, “Физика конденсированного состояния вещества”и “Физика”, а также студентов географического и геологического факультетов.

Ил. 28. Библиогр.5назв.

Печатается по постановлению методической комиссии физического факультета Пермского университета

Редактор Г.А.Гусман

Технический редактор Н.В.Петрова

Корректор К.Н.Бобкова

Подписано в печать 22.02.2003. Формат 608416.

Бум. офс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,85.

Уч.–изд. л. 1,73. Тираж 300 экз. Заказ       .

Редакционно-издательский отдел Пермского университета

614600. Пермь, ул. Букирева, 15

Типография Пермского университета

614600. Пермь, ул. Букирева, 15

Введение

Основными элементами, применяемыми для усиления мощности электрических сигналов, являются транзисторы. Они выпускаются в виде отдельных элементов или входят в состав интегральных микросхем. Транзисторы можно разделить на два класса – биполярные и униполярные (полевые). В биполярных транзисторах в работе прибора принимают участие как положительные, так и отрицательные носители заряда, отсюда и термин“биполярный”. В униполярных транзисторах ток обусловлен только свободными основными носителями в проводящем канале и влияние малого количества неосновных носителей несущественно, отсюда и термин“униполярный”. Полевые транзисторы бывают двух видов: с управляющимр–nпереходом и с изолированным затвором. В настоящем пособии будут рассмотрены усилители на полевых транзисторах малой мощности с управляющимр–nпереходом.

Полевой транзистор (ПТ) является униполярным прибором, в котором количество носителей в токе через проводящую область определяется электрическим полем, приложенным к р–nпереходу. В ПТ с каналомn–типа поток электронов направлен от истока, представляющего омический контакт, через проводящий канал к стоку, также представляющему омический контакт (рис.1). В ПТ с каналомp–типа электроны движутся в противоположном направлении от стока к истоку. Канал имеет длину в направлении протекания тока и соответственно ширину в направлении, перпендикулярном току.

В полевом транзисторе с р–nпереходом управляющим электродом (затвором) является слой полупроводника, тип проводимости которого (р–тип) противоположен типу проводимости канала (n–тип). Управляющийр–nпереход, обратно смещенный относительно канала (на истоке“”, на затворе“”), образует изолирующий обедненный слой, который распространяясь в проводящий канал, эффективно ограничивает его размеры. Увеличение отрицательного напряженияU_зи(затвористок) вызывает дальнейшее сужение канала и уменьшает его проводимость. Уменьшение отрицательного напряженияU_зинаоборот, приводит к расширению канала и увеличивает его проводимость. При определенном значении напряжения на затворе, называемом напряжением отсечки, проводимость канала в идеальном случае уменьшается до нуля.

Нормальная работа ПТ с каналом p–типа обеспечивается подачей положительного смещения на затвор.

Полевой транзистор будет работать, если при включении в электрическую цепь поменять местами электроды истока и стока.

Максимальный ток стока и максимальная крутизна у ПТ с управляющим р–nпереходом (как с каналомp–типа, так и с каналом n–типа) наблюдается при нулевом смещении на затворе. При подаче прямого смещения на затвор ПТ появляется прямой ток через участок затвор – исток и резко уменьшается входное сопротивление транзистора.

На сток ПТ с каналом n–типа необходимо подавать напряжение положительной полярности, а с каналомp–типа – отрицательной полярности относительно истока.

Условное графическое обозначение полевых транзисторов с управляющимp–nпереходом и каналомnиpтипа показано на рис.2.