Униполярные (полевые) транзисторы

Полевыми транзисторами (ПТ) называют полупроводниковые приборы, в которых проводимость канала регулируется электрическим полем, перпендикулярным направлению тока. Различают: ПТИЗы – ПТ с изолированным затвором, где затвор изолирован от подложки слоем SiO₂; ПТУПы – ПТ с управляющим p–n – переходом, где затвор выполнен в виде обратно смещенного p–n – перехода. При этом проводимость канала может быть как электронной (n – канал), так и дырочной (p – канал), причем ПТИЗы могут работать на обедненном (индуцированный) и обогащенном (встроенный) каналах, а ПТУПы – только на обедненном. Условные обозначения раз
личных ПТ приведены на рис. 2.11.

Типичные ВАХ ПТ аналогичны ВАХ ЭВП (рис. 2.12). В линейной области

                                                  (2.13)

где U ₀ – пороговое напряжение, k – коэффициент, определяющий конструкцию ПТ. Из (2.13) следует  (0,5…2 Ом); R_max –> ∞, что позволяет использовать ПТ как переменное сопротивление, управляемое напряжением. В области насыщения

                                ,                                (2.14)

т.е. ток I_C не зависит от U_СИ, причем крутизна ВАХ

                         ,                          (2.15)

т.е. S = S_max при U_ЗИ = 0. Заметим, что величину k можно определить экспериментально, измерив начальное значение , откуда . Наконец, используя максимальное значение крутизны S_max =2 kU ₀, уравнение (2.15) можно переписать в виде

                                ,                                 (2.16)

что обычно используют при анализе больших сигналов. Для малых сигналов , где крутизну S в выбранной рабочей точке можно считать величиной постоянной.

Простейшая схема замещения ПТ в составе усилительного каскада приведена на рис. 2.13, где ПТ представлен в качестве источника тока, управляемого напряжением (I_З » 0 ввиду большого сопротивления), что позволяет определить его усилительные свойства:

                  (2.17)

Динамические характеристики ПТ в линейном (усилительном) режиме аналогичны частотным характеристикам БТ, в ключевом режиме определяются значениями емкостей С_ЗИ и С_ЗС, от которых в основном зависят время включения t_вкл и время выключения t_выкл ПТ. Маркировка ПТ полностью соответствует БТ с заменой буквы Т на букву П.