5. Статические характеристики транзистора в схеме с общим истоком

Для схемы с общим истоком истоковый вывод транзистора является общим для цепей входного и выходного сигналов, поэтому семейство выходных характеристик транзистора будет представлять собой зависимостьI_C=(U_СИ) при U_ЗИ= const (семейство стоковых характеристик). Семейство переходных характеристик будет представлять собой зависимостьI_C=(U_ЗИ) приU_СИ =const(семейство стоко-затворных характеристик).

На начальном участке I транзистор ведет себя как управляемое сопротивление с но­миналом, определяемым ве­­ли­чи­ной управляющего на­пря­жения. Участок получил название зоны крутых или резистивных характеристик. При увеличении напряжения U_СИна границе участков I-II в области стока формируется горловина канала. Наступает динамическое равновесие между изменениями I_Си U_ЗС. В результате I_Сна участке II, называемом участком пологих характеристик, остается практически неизменным. На участке III увеличение U_СИприводит к пробоюp-nперехода, и I_Срезко увеличивается. Участок называется зоной пробоя (нерабочей).

Характерные параметры полевого транзистора.

1. А — I_C0— начальный ток стока;

2. B —U_З0— напряжение отсечки;

3. при U_СИ= const — крутизна стоко-затворной характеристики полевого транзистора;

4. приU_ЗИ =const— выходное сопротивление, характеризует наклон выходных характеристик на участкеII;

5. приU_СИ= сonst— входное сопротивление транзистора;

6. — статический коэффициент усиления транзистора;

7. — максимально допустимое напряжение сток-исток;

8. — максимально допустимое напряжение затвор-исток.

6. Полевые транзисторы с изолированным затвором

Для повышения r_ВХи уменьшения I_ВХразработаны транзисторы в которых металлический затвор отделен от полупроводникового канала слоем диэлектрика (МДП-транзистор: структура — металл - диэлектрик - полупроводник). В качестве диэлектрика обычно используют окисел кремнияSiO₂, откуда второе название таких транзисторов — МОП-транзисторы (металл - окисел - полупроводник). Каждый из этих типов может иметь встроенный или индуцированный (появляющийся в процессе работы) канал.

7. Принцип действия мдп-транзистора с индуцированным n-каналом

Принцип действия МДП-транзис­тора основан на эффекте изменения харак­тера электропровод­ности в материале по­лу­проводника подложки на границе с ди­электриком под действием поперечного элект­ри­чес­ко­го поля управляющего на­пря­жения U_ЗИ. В транзисторе сn-каналом приложение к затвору на­пряжения отри­ца­тельной полярности относительно ис­то­ка вызывает притя­жение основных носи­те­лей областиp(дырок) к приповерх­ност­ному с затво­ром слою. Толщинаp-nпе­ре­хода в области истока и стока увели­чивается, и через транзистор протекает ток обратно смещенногоp-nперехода (сток-подложка).

Приложение к за­тво­ру управля­ющего на­пря­жения положительной по­ляр­ности приводит к тому что дырки вытал­ки­ваются из при­по­верх­ност­ного слоя электри­чес­ким полем за­тво­ра. Не­основные носители об­ластиp(электроны) при­тя­гиваются к при­по­верх­ност­ному слою. При до­сти­же­нии управляющим напряжением неко­торой величины, концентрации дырок и электронов в приповерхностном слое вначале сравниваются, а затем кон­цент­ра­ция электронов начинает превы­шать концентрацию дырок. Возникает эф­фект инверсии характера электрической про­водимости, на пути тока в цепи сток-исток форми­руется токопроводящий ка­нал, так как пропадаетp-nпереход. Потенциалы затво­ра и стока имеют одинако­вый знак относительно исто­ка, поэ­тому |U_ЗИ|>|U_ЗС|. Та­ким обра­зом, толщина ка­на­ла в обла­сти стока мини­мальна. Ана­ло­гично, тран­зис­тору с уп­рав­ляющимp-nпереходом, в области стока формируется горловина токопроводящего канала, что обуславливает нелинейный вид характеристик. Управляющее напряжение вызывает инверсию электропроводности, которая получила название порогового напряжения или напряжения формирования канала. Увеличение управляющего напряжения выше порогового приводит к расширению канала и улучшению проводимости транзистора.