2020-06-29
196
Основа транзистора (рис.3) - слабо легированная полупроводниковая пластина р-типа или n– типа. В две противоположные боковые поверхности основной пластины вплавлены пластинки противоположного типа. На границе раздела пластин n и p возникают электронно-дырочные переходы. В этой пластине образуется проводящий канал р-типа или n – типа канал с высокой проводимость.
Торец пластины, от которого движутся носители заряда, называется истоком
Торец пластины, к которому движутся носители заряда, называется стоком
Боковые поверхности с противоположным типом образуют затвор
Рисунок 3 - Устройство полевого транзистора с р-каналом
Принцип действия полевого транзистора основан на изменении ширины обедненного слоя при изменении обратного напряжения p-n-перехода. С увеличением напряжения на затворе ширина обедненных слоев увеличивается, а поперечное сечение канала и его проводимость уменьшаются
Если к торцам пластины (между истоком и стоком) приложено напряжение Uc, то в ней создается ток Ic. В полупроводниковой пластине этот ток обеспечивается движением основных носителей заряда (ри.4).
Рисунок 4 – Протекание тока основных носителей через канал
Если к затвору в непроводящем направлении приложено входное напряжение uвх, то электронно-дырочные переходы смещаются в обратном направлении. Толщина обедненного слоя увеличивается, о поперечное сечение канала и его проводимость уменьшаются. Чем больше напряжение на затворе, тем проводимость канала и ток, протекающий через транзистор, меньше (рис.5).
Рисунок 5 – Принцип действия полевого транзистора с затвором в виде p-n- перехода
Значение напряжения uвх можно менять при обязательном сохранении указанной полярности. Обычно uвх состоит из двух составляющих: переменного напряжения управляющего сигнала и постоянной составляющей начального смещения, значение которой превышает амплитуду сигнала. Таким образом, изменяя напряжение uвх на затворе, можно менять ток через транзистор и сопротивление нагрузки Rн, а также и выходное напряжение uвых.
Для работы с полевыми транзисторами снимают семейство входных и выходных характеристик. Выходная характеристика Ic=f(Uc) – это зависимость тока стока Ic от напряжения между истоком и стоком Uc при различных значениях напряжения на затворе Uз Вид выходных характеристик показан на рис.6
Рисунок 6 – Выходные характеристики полевого транзистора
Усилительные свойства полевого транзистора зависят от схем его включения. Различаю три вида схем (рис.7):
- Схема с общим истоком (схема ОИ)
- Схема общим затвором (схема ОЗ)
- Схема общим стоком (схема ОС)
Рисунок 7 – Схемы включения полевого транзистора с общим истоком, с общим затвором, с общим стоком
На практике чаще всего применяется схема с ОИ, аналогичная схеме на биполярном транзисторе с ОЭ. Каскад с общим истоком дает очень большое усиление тока и мощности. Схема с ОЗ аналогична схеме с ОБ. Она не дает усиления тока, и поэтому усиление мощности в ней во много раз меньше, чем в схеме ОИ. Каскад с ОЗ обладает низким входным сопротивлением, в связи с чем он имеет ограниченное практическое применение.
