Входные характеристики ПТ

Рассмотрим вначале n- канальный МОП- транзистор обогащенного типа, биполярным аналогом которого является N-P-N- транзистор.

В нормальном режиме сток относительно истока имеет положительный потенциал. Ток от стока к истоку отсутствует, пока на затвор (базу) не будет подано положительное по отношению к истоку напряжение.

На рисунке показано, как изменяется ток стока Ic в зависимости от напряжения сток- исток Uси, при нескольких значениях управляющего напряжения затвор- исток Uзи. Можно видеть значительное соответствие характеристик P-N-P- биполярного транзистора. Существенным отличием ПТ является то, что в нем затвор действительно изолирован от канала сток- исток, поэтому в отличие от БПТ, можно подавать на него напряжение положительное (или отрицательное) до 10 В и более, не заботясь о диодной проводимости.

Схема ключа на ПТ проще, чем на БПТ, поскольку здесь не надо заботиться о компромиссе между необходимостью задать соответствующий необходимый для переключения ток базы и исключить избыточное расходование энергии. Вместо этого мы всего лишь подаем на затвор, имеющий высокое полное входное сопротивление, высокое напряжение питания. Мощный МОП- транзистор имеет Rвх<0.2 Ом.

Здесь показана схема аналогового переключателя, которую вообще невозможно выполнить на биполярных транзисторах. Идея этой схемы состоит в том, чтобы переключать проводимость ПТ из разомкнутого состояния в замкнутое, тем самым блокируя и пропуская аналоговый сигнал. Биполярные транзисторы для такой схемы не пригодны, поскольку база проводит ток и образует с коллектором и эмиттером диоды, что приводит к опасному эффекту "защелкивания".

В сравнении с этим ПТ удивительно прост, единственное требование: чтобы на затвор было подано напряжение на несколько вольт выше, чем амплитуда аналогового сигнала.

Еще о типах ПТ: n- канальные и p- канальные транзисторы.

Полевые транзисторы как и биполярные могут выпускаться двух полярностей.

Ток в р- канальном транзисторе будет проходить, если к истоку приложен плюс, к стоку- минус, а к затвору- отрицательное смещение. Р- канальные ПТ имеют обычно более плохие характеристики, более высокое Rвкл и меньший пик насыщения.

МОП- транзисторы, ПТ с р- n- переходом.

У МОП- транзисторов затвор изолирован от проводящего канала тонким слоем SiO₂ (стекло), наращенного на канал. МОП- транзисторы называют полевыми транзисторами с изолированным затвором. Изолирующий слой довольно тонкий, обычно его толщина не превышает длины волны видимого света и он может выдержать напряжение затвора до + 20 В и более. На затвор можно подавать напряжение любой полярности относительно истока и при этом через затвор не будет проходить никакой ток. Но они легко повреждаются статическим электричеством.

Здесь представлен дополнительный вывод, "подложка", образующий с каналом диодное соединение. Она может быть соединена с истоком или с точкой схемы, в которой напряжение ниже (выше), чем у истока n- канала (р- канала) МОП- транзистора.