рис. 1.85Полевой транзистор является очень широко используемым активным (т. е. способным усиливать сигналы) полупроводниковым прибором. Впервые он был предложен в 1930 г.

Полевыми транзисторами называют активные полупроводниковые приборы, в которых выходным током управляют с помощью электрического поля (в биполярных транзисторах выходной ток управляется входным током). В англоязычной литературе эти транзисторы называют транзисторами типа FET (Field Effect Transistor).

Полевые транзисторы называют также униполярными, так как в процессе протекания электрического тока участвуют только основные носители.

Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Для определенности вначале обратимся к так называемому полевому транзистору с управляющим p-n-переходом с каналом p-типа.

Устройство транзистора.

Дадим схематическое изображение структуры полевого транзистора с управляющим переходом и каналом p-типа. (рис. 1.85) и условное графическое обозначение этого транзистора (рис. 1.86, а). Стрелка указывает направление от слоя p к слою n (как и стрелка в изображении эмиттера биполярного транзистора). В интегральных микросхемах линейные размеры транзисторов могут быть меньше 1 мкм.

рис. 1.86



Удельное сопротивление слоя n (затвора) намного меньше удельного сопротивления слоя p (канала), поэтому область p-n-перехода, обедненная подвижными носителями заряда и имеющая очень большое удельное сопротивление, расположена главным образом в слое р.

Если типы проводимости слоев полупроводника в рассмотренном транзисторе изменить на противоположные, то получим полевой транзистор с управляющим p-n-переходом и каналом n-типа, его условное графическое обозначение представлено на рис. 1.86, б.

Основные физические процессы.

Подадим положительное напряжение между затвором и истоком транзистора с каналом p-типа: uзи > 0. Оно сместит p-n-переход в обратном направлении.

При увеличении обратного напряжения на p-n-переходе он расширяется в основном за счет канала (в силу указанного выше различия в удельных сопротивлениях). Увеличение ширины p-n-перехода уменьшает толщину канала и, следовательно, увеличивает его сопротивление. Это приводит к уменьшению тока между истоком и стоком. Именно это явление позволяет управлять током с помощью напряжения и соответствующего ему электрического поля. Если напряжение uзи достаточно велико и равно напряжению отсечки uзи отс, канал полностью перекрывается областью p-n-перехода.

В рабочем (не аварийном) режиме p-n-переход должен находиться под обратным или нулевым напряжением. Поэтому в рабочем режиме ток затвора примерно равен нулю (iз ~ 0), а ток стока iс примерно равен току истока iи

(iи = iс).

Важно учитывать, что на ширину p-n-перехода и толщину канала прямое влияние может оказывать напряжение между истоком и стоком uис.

Пусть uиз = 0 (между истоком и затвором включена закоротка) и подано положительное напряжение uис (рис. 1.87).

рис. 1.87

Это напряжение через закоротку окажется поданным на промежуток затвор — сток, т. е. окажется, что uиз = uис и что p-n-переход находится под обратным напряжением.

Обратное напряжение в различных областях p-n-перехода различно. В областях вблизи истока это напряжение практически равно нулю, а в областях вблизи стока это напряжение равно величине uис. Поэтому p-n-переход будет шире в тех областях, которые ближе к стоку. Обычно считают, что напряжение в канале от истока к стоку увеличивается линейно.

Можно утверждать, что при uис = uиз отс канал полностью перекроется вблизи стока. При дальнейшем увеличении напряжения uис та область канала, в которой он перекрыт, будет расширяться (рис. 1.88).

рис. 1.88


Рекомендуйте эту статью другим!



адресации в микропроцессорах
окт 29, 2015 909

Общие вопросы адресации в микропроцессорах

Начальные сведения. Работу процессора можно представить как непрерыв­ную…
Нидерландах
сен 06, 2013 2463

Анализ надежности электросистем в Нидерландах

Каждый год оператор системы электропередач TenneT выпускает отчет [19], в котором…
Кто должен менять счетчик электроэнергии 2
фев 29, 2016 1690

Кто должен менять счетчик электроэнергии?

Прибор измерения электроэнергии в частном доме или квартире – предмет первой…
Предельно допустимый ток
фев 26, 2016 1417

Предельно допустимый ток, выбора кабеля, компенсация

Во время протекания тока по проводнику возникают значительные энергетические потери,…
Анализ причин срабатывания УЗО 1
июнь 27, 2014 2201

Алгоритм поиска неисправностей в сети при работе УЗО

Когда срабатывает устройство защитного отключения, первое необходимое действие - это…