Устройство и принцип действия полевого транзистора. Его преимущество.

Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то есть отделён в электрическом отношении) от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.

Такой транзистор имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещённых в обратном направлении (см. рис. 1). При изменении обратного напряжения на p-n переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором.

Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. Все полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды транзисторов с n- и с p-каналом, противоположны.

Управление током стока, то есть током от внешнего относительно мощного источника питания в цепи нагрузки, происходит при изменении обратного напряжения на p-n переходе затвора (или на двух p-n переходах одновременно). В связи с малостью обратных токов мощность, необходимая для управления током стока и потребляемая от источника сигнала в цепи затвора, оказывается ничтожно малой. Поэтому полевой транзистор может обеспечить усиление электромагнитных колебании как по мощности, так и по току и напряжению. Условное графическое изображение

Устройство

Изображение на следующем рисунке наиболее близко к конструкции реального полевого транзистора.

Для рассмотрения принципа действия прибора изобразим его внутреннюю структуру схематично.
Степень легирования затвора выше, чем канала, в результате чего область объединённого заряда, обедненного носителями, в канале оказывается шире, чем в затворе.

Для управления ПТ с каналом n-типа на затвор относительно потока подают отрицательное напряжение, а на сток относительно истока - положительное.

В результате того, что потенциал канала возрастает от истока к стоку, обратное смещение p-n-перехода оказывается более значительным в области стока, чем в области истока.

Если разность потенциалов между стоком и затвором достаточно велика, канал оказывается полностью перекрыт областью, обеднённой основными носителями заряда.

Таким образом, для открытия полевого канала полевого транзистора с p-n-переходом напряжение «затвор-исток» должно быть равно

При увеличении по модулю отрицательного потенциала затвора проводимость канала падает, т.е. транзистор закрывается.

Входные и выходные характеристики

ПТ характеризуется стоковыми, или выходными, и стокозатворными характеристиками.

Стоковая характеристика:

Основные параметры

К основным параметрам полевого транзистора с p-n-переходом относятся:

1. S - крутизна стокозатворной характеристики:;
2. выходное и входное сопротивление транзистора;
3. максимально допустимый ток стока;
4. максимально допустимое напряжение стока
5. напряжение отсечки между затвором и истоком