11) Эквивалентная схема биполярного транзистора в h-параметрах.

Транзистор можно представить как четырехполюсник.

(нарисовать 4-хполюсник)

Физический смысл выясняется в режим ХХ (Холостой ход) и КЗ (Короткое замыкание).

ХХ характеризуется отсутствие тока при наличии напряжения. КЗ – отсутствие напряжения при наличии тока.

h₁₁=u₁/i₁- входное сопротивление транзистора, измеренное в режиме u₂ = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи,

h₂₂=i₂/u₂- выходная проводимость транзистора, измеренная в режиме i₁ = 0 - холостой ход по переменному сигналу во входной цепи,

h₂₁=i₂/i₁- коэффициент передачи тока, измеренный в режиме u₂ = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи (для ОБ h₂₁=α, для ОЭ h₂₁=β),

h₁₂=u₁/u₂- коэффициент обратной связи по напряжению, измеренный в режиме i₁ = 0 - холостого хода по переменному току во входной цепи.

Обычно h-параметры определяются приращением тока на напряжение

h-параметры позволяют обобщенную схему замещения транзистора.

12) Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом. Принцип работы, передаточная и выходная характеристики.

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, который управляется U-ем или эл. полем.

В зависимости от выполнения затвора различают 2 вида полевых транзисторов:

1) с управляющим переходом (ПТУП)

2) с изолированным затвором (ПТИЗ)

Все они имеют 3 электрода:

1. исток (электрод, из которого в канал входят основные носители заряда)

2. сток (электрод, через который из канала уходят основные носители заряда)

3. затвор (электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала)

Полевой транзистор с управляющим p-n переходом - это полевой транзистор, затвор которого изолирован от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.

Устройство:

1. Канал - область, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда

2. 2 невыпрямляющих контакта (исток и сток) к каналу

3. 1 или 2 затвора - управляющих p-n перехода, смещённых в обратном направлении.

Принцип работы:

Изменение обратного U на затворе позволяет регулировать ток в канале.

Увеличение обратного U на затворе приводит к снижению проводимости канала, поэтому ПТУП работают только на обеднение канала носителями зарядов.

Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом.

Полевой транзистор с каналом p-типа и затвором, выполненным из областей n-типа

Условные схематические изображения ПТУП

Рис.1 Типовые передаточные хара-ки ПТУП

Рис.2 Вых. ха-ки ПТУП (канал n-типа)

Типовые передаточные характеристики ПТУП

Все характеристики полевых транзисторов с каналом n-типа расположены в верхней половине графика (см. Рис.1) → имеют положительный ток, что соответствует положительному U на стоке.

Все характеристики полевых транзисторов с каналом p-типа расположены в нижней половине графика (см. Рис.1) → имеют отрицательный ток, что соответствует отрицательному U на стоке.

Характеристики ПТУП при U=0 на затворе имеют макс. значение I, которое называется начальным I_с.нач.

При увеличении запирающего напряжения U_зап. ток стока I_с. уменьшается и при напряжении отсечки U_отс. становится близким к 0.

Вых. ха-ки ПТУП (канал n-типа)

Выделяются 2 области: линейная и насыщения (см. Рис.2.).

В линейной области ПТУП используется как R, управляемое U-ем на затворе.

В области насыщения – как усилительный элемент.

13) МОП-транзисторы. Принцип работы, передаточная и выходная характеристики. Встроенные и индуцированные каналы.

Транзисторы на основе МОП-структур (металл-оксид-полупроводник) называют МОП-транзисторами (англ. metall-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET) или ПТИЗ (полевой транзистор с изолированным затвором) – наиболее широко используемый тип полевых транзисторов.

МОП-транзисторы, в отличие от биполярных, управляются U-ем, а не током и относятся к полевым или униполярным транзисторам, так как для их работы необходимо наличие носителей заряда только одного типа (n - электроны или p - дырки).

Структура состоит из металла (затвор), изолированного от полупроводникового канала слоем оксида кремния SiO₂.

В общем случае структуру называют МДП (металл – диэлектрик - полупроводник).

Передаточные ха-ки ПТИЗ

Выходные ха-ки ПТИЗ

Полупроводниковый канал м.б:

1. Индуцированным – когда он обеднён носителями зарядов - эл. поле затвора повышает его проводимость

2. Встроенным - когда он обогащён носителями зарядов - эл. поле затвора приводит к обеднению канала носителями зарядов

В результате ПТИЗ м.б. 4-х типов: с каналом n- или p-типов, каждый из которых м. иметь индуцированный или встроенный канал.