 |
|
Типы полевых транзисторов и их вольтамперные передаточные характеристики
Полевые транзисторы
Устройство и принцип действия полевого транзистора
с управляющим p–n-переходом
Полевым транзистором (ПТ) называют ПП прибор с усилительными свойствами, в котором управляют потоком носителей зарядов, движущихся через проводящий канал, с помощью поперечного электрического поля. В отличие от биполярного транзистора ток ПТ создается носителями зарядов одного знака – либо электронами, либо дырками. Поэтому ПТ иначе называют униполярными.
Вначале рассмотрим ПТ с управляющим p–n-переходом (рис. 6.10).
Конструктивно ПТ представляет собой пластину ПП с проводимостью n-типа (рис. 6.10, а и б) или p-типа, называемую проводящим каналом. От ее торцов делают выводы. Электрод, через который в канал входят носители заряда (в данном случае электроны), называют истоком И, а электрод, через который они выходят, – стоком С.
Третий вывод, называемый затвором З, делают от области с другим, чем у канала, типом проводимости. Такую область формируют на продольной грани пластины с одной или двух сторон (см. рис. 6.10, а и б).
В результате между каналом и затвором образуется p–n-переход. На затвор подают относительно истока такое напряжение 
, которое является обратным для p–n-перехода (рис. 6.10, д). Между стоком и истоком подается напряжение 
такой полярности, чтобы основные носители заряда (в данном случае электроны) двигались от истока к стоку.
При обратном напряжении область p–n-перехода обладает большим сопротивлением, так как она объединена подвижными носителями зарядов. С ростом ширина этой области увеличивается, а проводящий канал сужается. В результате растет сопротивление проводящего канала.
Рис. 6.10. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом:
а, б – упрощенные структуры; в, г – условные графические обозначения
ПТ с каналом n- и p-типов в схемах; д – схема подключения ПТ
к источникам питания
Таким образом, работа ПТ основана на изменении проводимости канала между истоком и стоком под действием поперечного электрического поля, которое создается управляющим напряжением . Этим и объясняется название ПТ. Полевой транзистор может усиливать электрический сигнал, подаваемый на затвор, если нагрузку включить в цепь стока. Схема усилителя напряжения показана на рис. 6.11, а. Источник входного напряжения 
включен последовательно с источником постоянной ЭДС смещения. Она необходима для нормальной работы ПТ при любой полярности сигнала .
Малые изменения напряжения вызывают изменение напряженности поперечного электрического поля, ширины p–n-перехода и сопротивления канала ПТ. В результате ток стока 
изменяется в противофазе с изменениями входного напряжения . Переменная составляющая падения напряжения на сопротивлении нагрузки 
представляет собой выходной сигнал, амплитуда которого может быть значительно больше, чем у входного сигнала.
Со стороны затвора ПТ имеет очень большое входное сопротивление, так как p–n-переход включен в обратном направлении. В отличие от биполярного полевой транзистор управляется не током, а напряжением. Главные достоинства ПТ – его высокое входное сопротивление и невысокая стоимость.