Электроникаирадиотехника / Билет17

Билет №17

17.Полевые транзисторы. Определение. Разновидности. Условные обозначения. Структура и принцип работы транзистора с управляющим n-p переходом.

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля (в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током). Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвует только один вид носителей

Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (электрод, куда стекают носители).

Условные графические обозначения полевых транзисторов с изолированным затвором: а – со встроенным р-каналом; б – со встроенным n-каналом; в – с индуцированным p-каналом; г – с индуцированным n-каналом

Транзистор с управляющим p-n-переходом. Его схематическое изображение приведено на рис. 1.21, а условное графическое обозначение этого транзистора – на рис. 1.22, а, б (p- и n-типов соответственно). Стрелка указывает направление от слоя р к слою п (как и стрелка в изображении эмиттера биполярного транзистора). В интегральных микросхемах линейные размеры транзисторов могут быть существенно меньше 1 мкм.

Устройство транзистора

Графическое изображение: а – канал р-типа; б – канал n-типа

Удельное сопротивление слоя n (затвора) намного меньше удельного сопротивления слоя р(канала), поэтому область р-n-перехода, обедненная подвижными носителями заряда и имеющая очень большое удельное сопротивление, расположена главным образом в слое р.

Если типы проводимости слоев полупроводника в рассмотренном транзисторе изменить на противоположные, то получим полевой транзистор с управляющим р-n-переходом и каналом n-типа. Если подать положительное напряжение между затвором и истоком транзистора с каналом р-типа: и_зи > 0, то оно сместит p-n-переход в обратном направлении.

41. Эмиттерено-связанная логика(ЭСЛ). Включение транзисторов в входных каскадах интрегральных микросхем ЭСЛ позволяют им работать в ненасыщенном режиме. Как можно видеть на рисунке 10, транзисторы Т_1-3 и Т₄ образуют дифференциальный усилитель, работающий как преключатель токов. Опороное напряжение U_оп на транзисторе Т₄ обеспечивает постоянное смещение на эмиттере. На резисторе R_э суммируются токи, протекающие через Т_1-3 и Т₄. При напряжении на любом из входов A, B или C, большем U_оп происходит изменение потенциалов и этот разбаланс передаются на выходные повторители Т₅ и Т₆.

Рисунок 10. Базовая ЭСЛ схема ИЛИ-НЕ.

Времена задержки на один вентиль в ЭСЛ схемах невелики ~3-5 нс. Логические уровни зависят от отношения сопротивлений, а не от их абсолютных величин. Разность логических уровней мала, обычно около вольта. ЭСЛ схемы весма быстродействующие, но имеют большие токи потребления. Ни по напряжению питания, ни по логическим уровням ЭСЛ схемы не совместимы с ТТЛ ИМС.