Полевые транзисторы. В отличие от биполярных полевые транзисторы имеют значительно большее входное сопротивление и, следовательно

В отличие от биполярных полевые транзисторы имеют значительно большее входное сопротивление и, следовательно, потребляют меньшую мощность от источника управляющего сигнала.

В полевых транзисторах перенос заряда осуществляется только основными носителями, поэтому они называются также униполярными.

Существует две больших группы полевых транзисторов: транзисторы с управляющим p-n –переходом и транзисторы с изолированным затвором.

На рис.2.50 показано обозначение на схемах транзисторов с затвором в виде p-n –перехода (с управляющим p-n –переходом).

Рис. 2.50. Полевые транзисторы с затвором в виде p-n-перехода

а.- обозначение на схемах n-канального транзистора;

б.- обозначение на схемах p-канального транзистора;

в.- управляющие характеристики.

Управляющим электродом является затвор (аналог базы у биполярного транзистора). Два других электрода называются исток и сток. Управление транзистором осуществляется с помощью напряжения U_зи, рис.2.50.в. Транзистор является нормально открытым, то есть при отсутствии управляющего напряжения он максимально открыт. Транзистор характеризуется начальным током стока I_{с нач.} при U_зи = 0. Далее по мере увеличения величины управляющего напряжения транзистор закрывается, рис.2.51. При U_зи = U_отс., где U_отс – напряжение отсечки, транзистор закрывается. Полярность управляющего напряжения зависит от типа проводимости транзистора (точнее от типа проводимости канала). Для n ‑ канального транзистора управляющее напряжение должно быть отрицательным, для р - канального – положительным.

Затвор «встраивается» в канал и имеет тип проводимости противоположный проводимости канала (n - канал, р - затвор или р–канал, n ‑ затвор). Таким образом, между каналом и затвором создается p‑n ‑ переход, который всегда смещается в обратном направлении. Именно поэтому транзистор и имеет очень большое входное сопротивление. Увеличение обратного напряжения на таком переходе приводит к расширению области, обедненной носителями заряда, формирующейся на границе раздела областей р- и n – проводимости. Расширение данной области уменьшает эффективную площадь поперечного сечения канала, его сопротивление увеличивается, и ток стока уменьшается, рис.2.51.

Рис. 2.51. Семейство статических выходных характеристик полевого транзистора с затвором в виде p-n-перехода.

Транзисторы с изолированным затвором имеют лучшие электрические параметры и являются наиболее распространенными. Их входное сопротивление еще больше по сравнению с транзисторами с управляющим p‑n ‑ переходом. Существует два вида транзисторов с изолированным затвором: транзисторы со встроенным каналом и транзисторы с индуцированным каналом, рис.2.52. На рис.2.52 показаны обозначение на схемах и характеристики n-канальных транзисторов. Тип проводимости канала отмечается направлением стрелки при новом выводе называемом подложкой.

Рис. 2.52. Полевые транзисторы с изолированным затвором

а. – обозначение на схемах транзисторов со встроенным каналом;

б. – семейство статических выходных характеристик транзистора со

встроенным каналом;

в. – обозначение на схемах транзисторов с индуцированным каналом;

г. – семейство статических выходных характеристик транзистора с

индуцированным каналом.

Транзисторы со встроенным каналом являются нормально открытыми.

Сопротивление канала имеет среднее значение. Можно сказать, что транзистор открыт наполовину. При подаче на затвор положительного напряжения электроны из подложки проводимости р – типа притягиваются в канал, и его сопротивление уменьшается. Отрицательным напряжением на затворе электроны выталкиваются из канала, эффективная площадь поперечного сечения его уменьшается, и сопротивление возрастает.

Транзисторы с индуцированным каналом нормально закрыты, так как канал у них отсутствует совсем. Формирование (индуцирование) канала происходит при подаче на затвор положительного напряжения, рис.2.52.г.

Особенностью транзисторов с изолированным затвором является их малая стойкость к статическому электричеству. Промежуток между затвором и каналом очень мал и легко пробивается разностью потенциалов, создающейся на наэлектризованных предметах. Транзистор может «умереть», даже если его просто взять в руки. Поэтому при работе с такими транзисторами и микросхемами на их основе следует предпринимать специальные меры предосторожности. Это относится и к диагностированию устройств, содержащих такие полупроводниковые компоненты. Следует отметить, что «живучесть» элементов данного типа повышается после установки их в схему (на плату печатного монтажа).

Дата добавления: 2014-01-07