Транзистор со встроенным каналом.

Основой такого транзистора является кристалл кремния p- или n-типа проводимости. Для транзистора с n-типом проводимости:

Uзи = 0; Ic1;

Uзи> 0; Ic2 > Ic1;

Uзи< 0; Ic3 < Ic1;

Uзи<< 0; Ic4 = 0.

Принцип действия.

Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекать

основные носители зарядов, т. е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положи-

тельного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться в

канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.

При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить в

подложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточно

больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и

ток стока станет равным нулю.

Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогаще-

ния, так и в режиме обеднения зарядов.

Транзисторы с индуцированным каналом.

Uз = 0; Ic1 = 0;

Uз< 0; Ic2 = 0;

Uз> 0; Ic3 > 0.

При напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будет равен нулю. При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить вглубь подложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т. е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости. Образу-ется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.

Вывод: МОП – транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обо

гащения.

МОП – транзисторы обладают бόльшим входным сопротивлением, чем транзисторы с управ-

ляемым переходом. Rвх = (10^13 ÷ 10^15) Ом.

 

Характеристики и параметры полевых транзисторов.

К основным характеристикам относятся:

· Стокозатворная характеристика – это зависимость тока стока (Ic) от напряжения на за-

творе (Uси) для транзисторов с каналом n-типа.

 

· Стоковая характеристика – это зависимость Ic от Uси при постоянном напряжении на

затворе. Ic = f (Uси) при Uзи = Const

Основные параметры:

1) Напряжение отсечки.

2) Крутизна стокозатворной характеристики. Она показывает, на сколько миллиампер изме-

нится ток стока при изменении напряжения на затворе на 1В.

 

 

3) Внутреннее сопротивление (или выходное) полевого транзистора.

 

Входное сопротивление.

 

Так как на затвор подаётся только запирающее напряжение, то ток затвора будет представлять

собой обратный ток закрытого p-n перехода и будет очень мал. Величина входного сопротив-

ленияRвх будет очень велика и может достигать 10^9 Ом.

 

 

 

Достоинства полевого транзистора по сравнению с биполярным транзистором. Недостатки. Достоинства полевого транзистора с p-n переходом. Недостатки.

ПТ обладают рядом приемуществ по сравнению с биполярными:
- высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление;
- высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей);
- почти полная электрическая развязка входных и выходных цепей, малая проходная ёмкость (т.к. усилительные свойства ПТ обусловлены переносом основных носителей заряда, верхняя граница эффективного усиления мощных ПТ выше, чем у биполярных, и применение ключевых усилителей на ПТ при тех же напряжениях питания возможно на частотах около 400 мГц, в то время как на биполярных транзисторах разработка ключевых генераторов частотой выше100 мГц является весьма сложной задачей);
- квадратичность вольт - амперной характеристики (аналогична триоду);
- высокая температурная стабильность;
- малый уровень шумов.

 

Достоинства полевого транзистора с p-n переходом:

· Сравнительно большие габариты и вес трансформаторов.

· Большие частотные искажения, так как сопротивления обмоток трансформатора зависят от частоты XL = ω ∙ L, поэтому трансформаторная связь применяется на низких частотах и в узком диапазоне.