Классификация ПТ
В зависимости от конструктивного исполнения проводящего канала различают транзисторы:
-встроенный канал,
-индуцированный канал.
Встроенный канал организуется при
технологическом изготовлении транзистора. Индуцированный канал образуется во время
работы транзистора.
В зависимости от того, какие носители являются переносчиками тока, различают:
-n-типа (n-канальные),
-р-типа (р-канальные).
209
4.2 Принцип работы ПТ
Структура ПТ с управляющим p-n-переходом
ПТ представляет собой пластину слаболегированного полупроводника n-типа, на боковой грани которой сформирована область обогащенного полупроводника р-типа. Эти области образуют p-n-переход.
р-n- |
Сток (С) |
|
|
|
Ic |
||
р+ |
|
||
Затвор (З) |
Канал |
|
|
Uзи – |
|
+ Uси |
|
n- |
|
||
|
– |
||
+ |
Исток (И) |
||
210 |
|||
|
|
Электрод, через который в канал втекают носители тока называется исток (и).
Электрод, через который носители тока вытекают из канала – сток.
Электрод, называемый затвором, предназначен для регулирования поперечного сечения канала .
Концентрация носителей n-типа в канале много меньше концентрации дырок в области затвора.
р-n- |
Сток (С) |
|
|
|
Ic |
||
р+ |
|
||
Затвор (З) |
Канал |
|
|
Uзи – |
n- |
|
|
|
– |
||
+ |
Исток (И) |
||
|
Поэтому область p-n-перехода, обедненная носителями, будет располагаться в основном, в канале.
211
Принцип работы ПТ
Подключим к структуре внешние источники напряжения.
Управляющий p-n-переход включен в обратном направлении и имеет высокое сопротивление.
Принцип действия такого транзистора заключается в том, что при изменении напряжения на затворе изменяется толщина обедненного слоя, а следовательно,
изменяется сечение канала, проводимость канала и ток стока.
Т.е. изменением напряжения на затворе можно
управлять током стока.
212
Принцип работы ПТ
При некотором напряжении Uзи канал полностью перекроется обедненной областью p-n-перехода и ток стока уменьшится до нуля.
Это напряжение является параметром транзистора и называется напряжением отсечки тока стока Uзи.отс.
213
Принцип работы ПТ
Примем Uзи = 0. При небольших напряжениях сток-исток Uси канал ведет себя как линейное сопротивление. По мере роста напряжения обедненный слой будет расширяться, причем около стока в большей мере, чем около истока. Сечение канала будет уменьшаться и рост тока замедлится.
Начиная с напряжения Uси = Uзи.отс в транзисторе будет наблюдаться режим
насыщения. Этот эффект называют эффектом
модуляции длины канала.
214
4.3 Вольт-амперные характеристики ПТ
Основными статическими характеристиками полевого транзистора являются:
-выходная или стоковая Ic = ƒ(Uси, Uзи),
-передаточная или стокозатворная
Ic = ƒ(Uзи, Uси) .
215
4.3 Вольт-амперные характеристики ПТ
Выходная ВАХ Ic = ƒ(Uси, Uзи)
Ic, мА
4 |
Uзи = 0 |
Ic.нач
Uзи = 0,5В
2 
Uзи = 1,0В 
Uзи = 1,5В
|
|
|
4 8 12 16 20 |
Uси, В |
|
Uси.проб.
216
Вольт-амперные характеристики ПТ
Стокозатворная характеристика Ic = ƒ(Uзи, Uси)
Эта характеристика хорошо описывается выражением
Ic = Ic.нач (1 - |
|
|
|
|
|
Uзи |
)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uзи.отс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ic мА |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ic.нач |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uси = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10В |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uси = 5В |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
∆U |
|
|
|
си |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆Ic |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 2,0 |
- 1,0 |
Uзи В |
|
∆Uзи |
217 |
4.4Параметры ПТ
Вобщем случае ВАХ транзистора являются нелинейными. Однако при небольших значениях переменных составляющих напряжений и токов полевой транзистор можно считать линейным элементом.
Параметры, характеризующие свойство транзистора
усиливать напряжение |
|
∆Ic |
|
|
|
|
|
мА |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
- крутизна |
S = |
|
|
Uси = const |
[ |
] |
|||||||
∆Uзи |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|||||||||||
- |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
||
- дифференциальное сопротивление сток-исток |
|||||||||||||
|
rси = |
|
∆Uси |
|
|
|
|
Uзи = const |
[Ом ] |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
∆Ic |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- коэффициент усиления по напряжению |
|
|
|
||||||||||
|
μ = |
|
|
∆Uси |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
∆Uзи |
|
|
|
Iс = const |
218 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||