Полевые транзисторы План 1. Недостатки БТ и достоинства ПТ, отличие ПТ от БТ; 2. Классификация ПТ; 3. ПТ с управляемым p-n – переходом; 4. ПТ с изолированным затвором 4. 1. со встроенным каналом; 4. 2. с индуцированным каналом; 5. Схемы включения ПТ; 6. Параметры ПТ; 7. Достоинства ПТ по сравнению с БТ.
Полевые (униполярные) – транзисторы, в которых ток образуется одним видом носителей заряда – ток стока создается только основными носителями полупроводника, из которого изготовлен транзистор. Недостатки БТ – малое входное сопротивление (несколько десятков Ом), инерционность. У полевых транзисторов входное сопротивление высокое: ПТ с управляемым p-n – переходом 106 – 109 Ом, у ПТ с изолированным затвором 1013 – 1015 Ом. Классификация ПТ 1. ПТ с управляемым p-n – переходом 2. ПТ с изолированным затвором 2. 1. со встроенным каналом 2. 2. с индуцированным каналом
ПТ с управляемым p-n – переходом
Через сопротивление нагрузки к стоку подводится положительное напряжение, называемое стоковым напряжением Ес. Под действием стокового напряжения между стоком и истоком создается электрическое поле, которое для электронов, испускаемых истоком, является ускоряющим. Электроны, ускоряемые силой электрического поля, попадают на сток, проходя через поперечное сечение транзистора, созданное p-n – переходом. Это сечение называют каналом транзистора, поэтому полевой транзистор и называют канальным. Площадь поперечного сечения (канала), а вместе с ним и внутреннее сопротивление транзистора изменяется под действием напряжения, приложенного к затвору относительно истока. При подаче на затвор отрицательного напряжения ширина запорного слоя увеличивается в направлении канала, площадь канала уменьшается, ток уменьшается. Т. о. , изменяя отрицательное напряжение на затворе, можно управлять током стока. В отличие от БТ полевой транзистор управляется входным напряжением.
Выходная или стоковая характеристика полевого транзистора с управляющим p-n – переходом
Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом
При подаче на затвор напряжения положительной полярности относительно истока и основания на металлической поверхности затвора создаются заряды положительного знака, а у поверхности диэлектрика – отрицательные. Появление избыточных зарядов приводит к повышению проводимости канала, а следовательно и к увеличению тока стока. Такой режим работы транзистора называется режимом обогащения. Если на затвор будет подано напряжение отрицательной полярности, то на металлической поверхности затвора создаются заряды отрицательного знака, а у прилегающей к диэлектрику поверхности канала образуется обедненный слой как результат ухода из него свободных электронов. При этом проводимость канала уменьшается, что приводит к уменьшению тока стока. Такой режим работы транзистора называется режимом обеднения. Меняя напряжение на затворе, можно изменять ток стока. Стоковая характеристика, снятая при Uзи = 0 разделяет их семейство на характеристики, получаемые при режиме обогащения и в режиме обеднения.
Полевые транзисторы с изолированным затвором и индуцированным каналом
В полевом транзисторе с индуцированным каналом токопроводящий канал создается при подаче на затвор напряжения определенной полярности и значения. При отсутствии этого напряжения транзистор практически заперт, так как один из p-n – переходов смещен в обратном направлении. Однако при положительном напряжении на затворе, превышающем пороговую величину, в приповерхностном слое основания (между истоком и стоком) будет наблюдаться движение электронов из области истока к области стока. Слой между истоком и стоком, через который происходит движение электронов, называется индуцированным каналом. Поскольку индуцированный канал создается лишь при напряжении положительной Полярности на затворе, транзистор с индуцированным каналом работает только в режиме обогащения. Из-за простоты изготовления и хороших технических характеристик Транзисторы с индуцированным каналом получили наибольшее распространение среди полевых. Полевые транзисторы могут работать в схеме включения с общим истоком, с общим стоком или общим затвором. Наиболее распространенной является схема включения с общим истоком.
Параметры полевых транзисторов Статические параметры, соответствующие режиму насыщения 1. Крутизна характеристик S S = ΔIс / ΔUзи m. A/V при Uc = const 2. Внутреннее сопротивление Ri = Δ Uc / ΔIс k. Ohm при Uзи = const 3. Коэффициент усиления µ = Δ Uc / ΔUзи при Iс = const 4. Напряжение отсечки Uзи отс , емкости: входная, проходная, выходная
Достоинства полевых транзисторов 1. Высокое входное сопротивление (ПТ с управляемым p-n – переходом 106 – 109 Ом, у ПТ с изолированным затвором 1013 – 1015 Ом); 2. Малый уровень собственных шумов; 3. Высокая устойчивость против температурных и радиоактивных воздействий; 4. Высокая плотность расположения элементов при использовании приборов в интегральных схемах; Достоинства биполярных транзисторов 1. Высокое допустимое значение напряжения между К и Э (до неск. к. В) при достаточно больших значениях тока коллектора (до 25 А)
Маркировка транзисторов Первый элемент – буква или цифра определяет исходный полупроводниковый материал Г или 1 – германий; К или 2 – кремний; А или 3 – арсенид галлия. Второй элемент – буква, указывающая класс приборов: Т – биполярные транзисторы; П – полевые транзисторы; Третий, четвертый и пятый – трехзначное число, первая цифра которого означает классификационный номер (диапазон частот, мощность), а две последующие – порядковый номер разработки. Шестой – параметрическую группу.
Скачать презентацию Полевые транзисторы План 1 Недостатки БТ и достоинства
10.Полевые транзисторы.pptx