Полевой транзистор с управляющим переходом, принцип работы.

  Принцип устройства и включения полевого транзистора с управляющим p – n переходом показаны на рис. 7.1.

       Пластинка из полупроводника, например, n типа имеет на противо-положных концах электроды, с помощью которых она включена в выходную (управляемую) цепь усилительного каскада. Эта цепь пита-ется от  и в неё включена нагрузка. Вдоль полевого транзистора проходит ток основных носителей. В нашем примере это электронный ток. Входная (управляющая) цепь полевого транзистора образована с помощью третьего электрода, представляющего собой область с другим типом электропроводимости. В данном случае это p область. Источник питания входной цепи  создаёт на единственном p – n переходе данного полевого транзистора обратное напряжение. Напряжение другой полярности, т.е. прямое напряжение, на p – n переход не подают, так как тогда входное сопротивление будет очень малым. Во входную цепь включён источник усиливаемых колебаний ИК.

              

Рис. 7.1. Схема включения полевого транзистора с p – n переходом и каналом n - типа.

  Физические процессы в полевом транзисторе происходят следующим образом. При изменении входного напряжения изменяется обратное напряжение на p – n переходе, и от этого изменяется толщина запира-ющего (обеднённого) слоя. Соответственно этому меняется площадь поперечного сечения области, через которую проходит поток основных носителей заряда, т.е. выходной ток. Эта область называется каналом.

Электрод, из которого в канал вытекают основные носители заряда, называют истоком. Из канала носители проходят к электроду, который называется стоком.   Управляющий электрод, предназначенный для регулирования площади поперечного сечения канала, называется затвором и в какой-то степени он аналогичен базе биполярного транзистора, хотя по физическому принципу работы затвор и база работают по - разному.

Если увеличивается напряжение на затворе , то запирающий слой p – n перехода становится толще и площадь поперечного сечения канала уменьшается. Следовательно, его сопротивление постоянному току возрастает и ток стока становится меньше. При некотором запирающем напряжении  площадь  поперечного сечения канала станет равной нулю, и ток стока будет очень малым – полевой транзистор запирается. А при  = 0 сечение канала наибольшее, наименьшее (несколько сотен Ом) и ток стока наибольший. Для того, чтобы входное напряжение более эффективно управляло выходным током, материал основного полупроводника, в котором создан канал, должен быть высокоомным, т.е. с невысокой концентрацией примесей. Тогда запирающий слой в нём получается большей толщины. Кроме того, начальная толщина самого канала (при  = 0) должна быть достаточно малой. Обычно она не превышает нескольких мкм. Запирающее напряжение при этих условиях составляет единицы вольт. На рис. 7.2 приведены условные графические обозначения полевого транзистора с управляющим переходом.

                           

Рис. 7.2. Графические обозначения полевого транзистора с управляющим переходом и каналом n (слева) и каналом p (справа).