Физические основы электроники. Глазачев А.В - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
81
4. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, усилительные свойства которого обу-
словлены потоком основных носителей заряда, протекающим через проводящий канал и управляемым
электрическим полем. Т.к. в создании электрического тока участвуют только основные носители заря-
да, то полевые транзисторы иначе называют униполярными транзисторами.
Полевые транзисторы разделяют на два вида:
§ полевые транзисторы с управляющим p–n-переходом;
§ полевые транзисторы с изолированным затвором.
Конструктивно полевые транзисторы оформляются в металлических, пластмассовых или кера-
мических корпусах, их конструкции практически не отличаются от конструкций биполярных транзи-
сторов. На рис. 4.1. представлены конструкции некоторых полевых транзисторов.
Рис.4.1. Конструкции полевых транзисторов
4.1. Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом
Полевой транзистор с управляющим p–n-переходом – это полевой транзистор, управление пото-
ком основных носителей в котором происходит с помощью выпрямляющего электрического перехода,
смещенного в обратном направлении.
Принцип действия такого полевого транзистора рассмотрим на примере рис. 4.2. Он представля-
ет собой монокристалл полупроводника n-типа проводимости; по его торцам методом напыления
сформированы электроды, а посередине, с двух сторон, созданы две области противоположного типа
проводимости и тоже с электрическими выводами от этих областей. Тогда на границе раздела областей
с различным типом проводимости возникнет р–n-переход. Электрические выводы от торцевых поверх-
ностей полупроводника называют истоком (И) и стоком (С), а вывод от боковой поверхности проти-
воположного типа проводимости назовем затвором (З).
Подключим внешние источники
зи
U и
си
U так, чтобы источник
зи
U –
источник входного сигнала смещал р–n-
переход в обратном направлении, а в цепь
источника
си
U введем сопротивление
нагрузки
н
R . Под действием напряжения
этого источника между торцевыми по-
верхностями полупроводника потечет ток
основных носителей заряда. Образуется
так называемый токопроводящий канал.
Площадь поперечного сечения этого ка-
нала, а следовательно и его сопротивле-
ние, зависит от ширины p–n-перехода.
Изменяя величину напряжения источника
зи
U , меняем обратное напряжение на p–n-переходе, а значит и его ширину. При увеличении этого на-
пряжения ширина p–n-перехода возрастает, а поперечное сечение канала между истоком и стоком
уменьшается. Можно подобрать такую величину напряжения на затворе, при котором p–n-переход
полностью перекроет канал, и ток в цепи нагрузки прекратится. Это напряжение называют напряже-
нием отсечки. Таким образом, в цепи мощного источника
си
U протекает ток стока
с
I , величина кото-
рого зависит от величины управляющего сигнала – напряжения источника
зи
U и повторяет все изме-
нения этого сигнала. Падение напряжения на сопротивлении нагрузки при протекании тока
c
I являет-
ся выходным сигналом, мощность которого значительно больше мощности, затраченной во входной
С
И
З
n
+
p
зи
U
¢
зи
U
¢
¢
зизи
UU
¢
>
¢
¢
зи
U
U
+
+
-
-
с
I
н
R
Рис. 4.2. Упрощенная структура полевого транзистора
с управляющим p–n-переходом

Страницы