Полевой транзистор с управляющим P-N переходом. Принцип действия, характеристики, параметры

Полевой транзистор с управляющим р–n переходом представляет собой

транзистор, затвор которого отделен от канала p–n переходом.

Принцип работы основан на изменении сопротивления активного слоя (канала) путем расширения p-n-перехода при подаче на него обратного напряжения. Наиболее характерной чертой полевых транзисторов является высокое входное сопротивление, т.к. ток затвора мал, поэтому они управляются напряжением. При U_зи = 0 сопротивление канала минимально. , где – удельное сопротивление полупроводника; l, w – длина и ширина канала соответственно, h – расстояние между металлургическими границами n-слоя. Чем больше обратное напряжение на затворе U_зи, тем шире p-n-переходы и тоньше канал. При некотором напряжении затвора канал полностью перекрывается. Это напряжение называется напряжением отсечки U_{зи отс}.

При подаче на сток положительного напряжения U_си в канале возникает ток I_c и вдоль канала появляется падение напряжения U_х, величина которого зависит от расстояния до истока. Это приводит к возникновению напряжения, запирающего p-n-переход между стоком и затвором U_сз, толщина канала становится переменной. Поскольку |U_сз| > |U_зи|, то канал сильнее сужается вблизи стока. При некотором напряжении U_си = U_{си нас} – канал перекрывается. Сопротивление канала при этом R_{к н} ¹ 0, оно больше начального R_{к 0}, и под действием напряжения насыщения через канал проходит максимальный ток I_{с макс} = U_{си нас}/R_{к н}.

Основными характеристиками полевого транзистора являются: выходные (стоковые) – I_с = f(U_си) при U_зи = const и характеристики передачи (cток-затворные) – I_с = f(U_зи) при U_си = cоnst.

Параметры:

1. крутизна - с ростом напряжения затвора крутизна для полевого транзистора с управляющим pn переходом падает.

2. внутреннее (дифференциальное) сопротивление

;

3. статический коэффициент усиления

Все три параметра связаны уравнением µ = SR_i;