Учебное пособие: Транзисторы

Подобно биполярному транзистору в зависимости от того, какой из выводов является общим для входных и выходных цепей, различают три схемы включения полевого транзистора: с общим истоком (ОИ ), с общим затвором (ОЗ ) и общим стоком (ОС ). Наибольшее распространение на практике нашла схема с ОИ .

Все ПТ по своим конструктивным особенностям можно разделить на две группы:

1) полевые транзисторы с управляющим р-п переходом (канальные, или униполярные транзисторы);

2) полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП - или МОП -транзисторы).

На рисунке 2.10 приведены схематическое изображение конструкции полевого транзистора с управляючим р-п переходоми схема его включения[1] . Канал образован тонким слоем полупроводника одного типа проводимости – в случае проводимостью n типа[2] . На торцах канала расположены два электрода, образующие омические выводы для подсоединения к внешним электрическим цепям. Один из них называется истоком (И ), а второй – стоком (С ). В средней части канала расположена небольшая зона полупроводника р типа, образующая с каналом р-п переход.Вывод, подсоединенный к областям р типа, является управляющим электродом и называется затвором (З ). Выводы И, С и З соответствуют (в порядке перечисления) катоду, аноду и сетке электровакуумного триода или эмиттеру, коллектору и базе обычного биполярного транзистора.

Рисунок 2.10. Схематическое изображение конструкции и схема включения полевого транзистора с управляющим р-n переходом

Величина тока в канале зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком, нагрузочного сопротивления и сопротивления канала (полупроводниковой пластинки между стоком и истоком). При постоянных источнике Е_c и R_н ток в канале I_с (ток стока) зависит только от электрического сопротивления канала, которое, в свою очередь определяется длиной и эффективной площадью поперечного сечения канала. На р-п переход с помощью источника Е_зи подается обратное напряжение, что приводит к увеличению толщины р-п перехода, уменьшению сечения канала и увеличению сопротивления между истоком и стоком. Изменение величины обратного напряжения в соответствии с входным сигналом приводит к модуляции сопротивления канала, изменению тока стока и появлению сигнала на нагрузочном сопротивлении R_н . При соответствующем подборе величины R_н можно добиться повышения уровня выходного напряжения по сравнению с напряжением на входе, т.е. усилить сигнал.

Полевые транзисторы, подобно биполярным, могут быть охарактеризованы входными и выходными характеристиками. Однако для полевых транзисторов входная характеристика (зависимость I _З от U_ЗИ при фиксированном значении U _СИ ) не имеет практического применения так как описывала бы незначительные изменения обратного тока p-n перехода. Поэтому и при расчетах используют только передаточные и выходные ВАХ . На рисунке 2.11 приведены выходные и передаточные (зависимость тока стока от напряжения на затворе) характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом для схемы включения с ОИ .

Рисунок 2.11. Статические вольт-амперные характеристики полевых транзисторов с управляющим p-n переходом (схема ОИ ): а – выходные; б – передаточные (входные)

Пусть напряжение между затвором и истоком U_зи = 0. При увеличении положительного напряжения U_си на стоке ток <