Тема: Понятие о полевом транзисторе.

Полевым транзистором называют полупровод­никовый прибор, предназначенный для усиления мощно­сти электрического сигнала. Выходной ток транзистора управляется электрическим полем.

Различают полевые транзисторы с управляющим р-п -переходом и с изолированным затвором. На рис. 12.16, а представлена структура транзистора с изолированным затвором или МОП-транзистора, на рис. 1216, б — его условное обозначение, на рис. 12.16, в — схема включе­ния. В кристалле кремния с n -электропроводностью по специальной технологии создаются две области с p - э лектропроводностью. Одна из областей называется истоком (И), вторая — стоком (С). Исток и сток соединены тон­ким каналом из такого же материала. Поверхность кри­сталла покрывается слоем диэлектрика, в качестве кото­рого часто используется пленка оксида кремния. На диэлектрик над каналом напыляется слой металла — затвор (3). Все три электрода — исток, сток и затвор — имеют внешние выводы. Сам кристалл закрыт от внеш­них воздействий корпусом.

Между истоком и стоком включен источник питания Е_И. Он включен так, чтобы основные носители в канале (на рис. 12.16 — дырки) перемещались от истока к стоку. Полевые транзисторы могут быть и с n -каналом.

При отсутствии напряжения между затвором и исто­ком ток стока I _с определяется сопротивлением канала. При U_зи > 0 между затвором и n -областыю кристалла возникает электрическое поле, которое выталкивает дырки из канала. Концентрация носителей заряда в нем становит­ся меньше. Такой режим работы транзистора называют режимом обеднения.

При уменьшении концентрации носителей сопротивле­ние канала возрастает и ток стока I _с уменьшается. При некотором U_зи, называемом напряжением отсечки, ток равен нулю.

Если на затвор подать отрицательное напряжение U_зи, то направление напряженности электрического поля поме­няется и дырки из кристалла начнут втягиваться в канал. Этот режим называют режимом обогащения.

Увеличение концентрации основных носителей заряда приводит к увеличению проводимости канала и возраста­нию I_C.

Зависимость тока стока I_C от U_зи при U_cи = const называют характеристикой управления транзистора. На рис. 12.17 показан ее внешний вид для рассмотренного типа транзистора. Так как затвор изолирован от канала с помощью диэлектрика, входное сопротивление поле­вого транзистора составляет 10¹²—10¹⁴ Ом, что значи­тельно превосходит входное сопротивление биполярных транзисторов (около 10³Ом). Поэтому ток затвора прак­тически равен нулю, а током I_C можно управлять почти без затрат мощности в управ­ляющей цепи.

Основными параметрами полевых транзисторов яв­ляются крутизна характеристики S и внутреннее сопротив­ление R_i.

S= при U_cи = const

R_i = при U_зи = const

Обозначение транзисторов, как и других полупроводни­ковых приборов, состоит из четырех элементов. Первый из них — буква или цифра — указывает на полупроводнико­вый материал. Второй элемент обозначения для биполяр­ного транзистора — буква Т, а для полевого — П. Далее трехзначная группа цифр обозначает тип транзистора по принятой классификации, и четвертый элемент — буква — разновидность данного типа. Например, КТ315А — это кремниевый биполярный транзистор малой мощности, вы­сокой частоты, разновидность по классификационному параметру — А.