Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом

Краткие теоретические сведения

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Требования к отчету

Отчет о лабораторной работе должен содержать:

· краткие теоретические сведения;

· описание экспериментальной установки;

· таблицы с результатами экспериментов;

· графики;

· выводы по работе.

Цель работы:

1. Изучение статических вольт-амперных характеристик полупроводникового полевого транзистора;

2. Приобретение навыков экспериментального измерения статических вольт-амперных характеристик маломощных полупроводниковых приборов.

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, в котором ток, протекающий через канал, управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком, и предназначенный для усиления мощности электрических колебаний.

Принцип действия полевых транзисторов основан на использовании носителей заряда только одного знака (электронов или дырок). Управление током в полевых транзисторах осуществляется изменением проводимости канала, через который протекает ток транзистора под воздействием электрического поля. Вследствие этого транзисторы называют полевыми.

По способу создания канала различают полевые транзисторы с затвором в виде управляющего р-n- перехода и с изолированным затвором (МДП- или МОП- транзисторы). Транзисторы с изолированным затвором бывают двух типов: со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

В зависимости от проводимости канала полевые транзисторы делятся на: полевые транзисторы с к аналом р- типа и n- типа. Канал р- типа обладает дырочной проводимостью, а n- типа – электронной.

Полевой транзистор с управляющим p-n- переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.

Каналом полевого транзистора называют область в полупроводнике, в которой ток основных носителей заряда регулируется изменением ее поперечного сечения.

Электрод (вывод), через который в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала за счет управляющего напряжения, называют затвором.

Как правило, выпускаются кремниевые полевые транзисторы. Кремний применяется потому, что ток затвора, т.е. обратный ток р-n- перехода, получается во много раз меньше, чем у германия.

Условные обозначения полевых транзисторов с каналом n- и р- типов приведены на рис. 1.

Рис.1. Условное обозначение полевого транзистора с р-n-переходом:

с каналом n- типа; каналом р-типа

Полевой транзистор с управляющим p-n- переходом имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см. рис. 2).

При изменении обратного напряжения на p-n- переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Управляющее (входное) напряжение подается между затвором и истоком. Напряжение U_зи является обратным для обоих р-n- переходов.

Рис. 2. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n-переходом

Ширина р-n- переходов, а, следовательно, эффективная площадь поперечного сечения канала, его сопротивление и ток в канале зависят от этого напряжения. С его ростом расширяются р-n- переходы, уменьшается площадь сечения токопроводящего канала, увеличивается его сопротивление, а, следовательно, уменьшается ток в канале. Следовательно, если между истоком и стоком включить источник напряжения U_си, то силой тока стока I_с, протекающего через канал, можно управлять путем изменения сопротивления (сечения) канала с помощью напряжения, подаваемого на затвор. На этом принципе и основана работа полевого транзистора с управляющим р-n- переходом.

При напряжении U_зи=0 сечение канала наибольшее, его сопротивление наименьшее и ток I_с получается наибольшим.

Ток стока I_{с нач} при U_зи =0 называют начальным током стока.

Напряжение U_зи, при котором канал полностью перекрывается, а ток стока I_с становится весьма малым (десятые доли микроампер), называют напряжением отсечки U_{зи отс.}

Дата добавления: 2017-02-01