Полевые транзисторы
Полевой, униполярный, канальный транзистор – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обусловлено движением основных носителей заряда в канале, управляемый электрическим полем затвора.
Классификация полевых транзисторов (П.Т.)
2 основных вида:
1) П.Т. с затвором в виде p-n перехода или П.Т. с управляющим p-n переходом.
2) П.Т. с изолированным затвором:
2.1) П.Т. с изолированным затвором и встроенным каналом
2.2) П.Т. с изолированным затвором и индуцируемым каналом.
Каждый из транзисторов может иметь p-канал и n-канал.
П.Т. С затвором в виде p-n перехода.
Рассмотрим на примере транзистора с каналом n-типа.
Рис.25
Uвх
Рисунок 25а – Конструкция n – канального ПТУП
Принцип включения:
И-С включается так, что бы основные носители в канале двигались от И к С; p-n переход З-И всегда включается в обратном направлении.
Работа транзистора
В полевых транзисторах с управляющим переходом (ПТУП) для изменения проводимости канала используется эффект изменения ширины области пространственного заряда (ОПЗ) обратно смещенного перехода при изменении приложенного к нему напряжения затвора. На рисунке 25а показана конструкция n - канального транзистора, в котором для управления используется обратносмещенный p+n переход
Поскольку ОПЗ обладает высоким сопротивлением, то при увеличении ширины ОПЗ сечение канала уменьшается и его сопротивление возрастает. Самое низкое сопротивление канала и, соответственно, самый большой ток через него будет при нулевом напряжении на затворе (Uзи = 0), затем по мере увеличения ширины ОПЗ при возрастании Uзи и, соответственно, уменьшении сечения канала ток будет падать и при некотором напряжении отсечки Uотс канал полностью перекроется и ток через него перестанет возрастать. Соответствующие вольтамперные характеристики ПТУП приведены на рисунке 26.
Основное свойство:
Iст=Iк заметно зависит от Uз-и
Покажем эту зависимость на стоко-затворной характеристике.
Рис.26
Виды и УГО
П.Т. с затвором в виде p-n перехода и каналом n-типа
Рис.27
П.Т. с затвором в виде p-n перехода и каналом p-типа
Рис.28
Полевые транзисторы с изолированным затвором
1 Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом
Рассмотрим на примере П.Т. n-типа
Устройство:
Рис.29
Рис.29а
I – канал; SiO2 – диэлектрик; n – подложка .
Принцип включения:
С-И включается так, чтобы основные носители двигались от И к С в канале; на затвор подаем потенциал, препятствующий движению основных носителей зарядов в канале; подложка всегда соединена c истоком.
В нашем примере на затвор можно подать плюс или минус. Минус препятствует движению электронов в канале, следовательно Iст уменьшается; плюс на затворе способствует движению электронов в канале, следовательно Iст увеличивается.
Основное свойство:
Iст=Iк и заметно зависит от Uзи.
Покажем это на стокозатворной характеристике.
Рисунок 30а
Рисунок 30