11) Эквивалентная схема биполярного транзистора в h-параметрах.
Транзистор можно представить как четырехполюсник.
(нарисовать 4-хполюсник)
Физический смысл выясняется в режим ХХ (Холостой ход) и КЗ (Короткое замыкание).
ХХ характеризуется отсутствие тока при наличии напряжения. КЗ – отсутствие напряжения при наличии тока.
h11=u1/i1- входное сопротивление транзистора, измеренное в режиме u2 = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи,
h22=i2/u2- выходная проводимость транзистора, измеренная в режиме i1 = 0 - холостой ход по переменному сигналу во входной цепи,
h21=i2/i1- коэффициент передачи тока, измеренный в режиме u2 = 0 - короткого замыкания по переменному току в выходной цепи (для ОБ h21=α, для ОЭ h21=β),
h12=u1/u2- коэффициент обратной связи по напряжению, измеренный в режиме i1 = 0 - холостого хода по переменному току во входной цепи.
Обычно h-параметры определяются приращением тока на напряжение
h-параметры позволяют обобщенную схему замещения транзистора.
12) Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом. Принцип работы, передаточная и выходная характеристики.
Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, который управляется U-ем или эл. полем.
В зависимости от выполнения затвора различают 2 вида полевых транзисторов:
1) с управляющим переходом (ПТУП) |
2) с изолированным затвором (ПТИЗ) |
Все они имеют 3 электрода:
-
исток (электрод, из которого в канал входят основные носители заряда)
-
сток (электрод, через который из канала уходят основные носители заряда)
-
затвор (электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала)
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом - это полевой транзистор, затвор которого изолирован от канала p-n переходом, смещённым в обратном направлении.
Устройство:
-
Канал - область, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда
-
2 невыпрямляющих контакта (исток и сток) к каналу
-
1 или 2 затвора - управляющих p-n перехода, смещённых в обратном направлении.
Принцип работы:
Изменение обратного U на затворе позволяет регулировать ток в канале.
Увеличение обратного U на затворе приводит к снижению проводимости канала, поэтому ПТУП работают только на обеднение канала носителями зарядов.
Электропроводность канала может быть как n-, так и p-типа. Поэтому по электропроводности канала различают полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом.
Полевой транзистор с каналом p-типа и затвором, выполненным из областей n-типа
|
Условные схематические изображения ПТУП
|
Рис.1 Типовые передаточные хара-ки ПТУП
|
Рис.2 Вых. ха-ки ПТУП (канал n-типа)
|
Типовые передаточные характеристики ПТУП
Все характеристики полевых транзисторов с каналом n-типа расположены в верхней половине графика (см. Рис.1) → имеют положительный ток, что соответствует положительному U на стоке.
Все характеристики полевых транзисторов с каналом p-типа расположены в нижней половине графика (см. Рис.1) → имеют отрицательный ток, что соответствует отрицательному U на стоке.
Характеристики ПТУП при U=0 на затворе имеют макс. значение I, которое называется начальным Iс.нач.
При увеличении запирающего напряжения Uзап. ток стока Iс. уменьшается и при напряжении отсечки Uотс. становится близким к 0.
Вых. ха-ки ПТУП (канал n-типа)
Выделяются 2 области: линейная и насыщения (см. Рис.2.).
В линейной области ПТУП используется как R, управляемое U-ем на затворе.
В области насыщения – как усилительный элемент.
13) МОП-транзисторы. Принцип работы, передаточная и выходная характеристики. Встроенные и индуцированные каналы.
Транзисторы на основе МОП-структур (металл-оксид-полупроводник) называют МОП-транзисторами (англ. metall-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET) или ПТИЗ (полевой транзистор с изолированным затвором) – наиболее широко используемый тип полевых транзисторов.
МОП-транзисторы, в отличие от биполярных, управляются U-ем, а не током и относятся к полевым или униполярным транзисторам, так как для их работы необходимо наличие носителей заряда только одного типа (n - электроны или p - дырки).
Структура состоит из металла (затвор), изолированного от полупроводникового канала слоем оксида кремния SiO2.
В общем случае структуру называют МДП (металл – диэлектрик - полупроводник).
Передаточные ха-ки ПТИЗ
|
Выходные ха-ки ПТИЗ
|
Полупроводниковый канал м.б:
-
Индуцированным – когда он обеднён носителями зарядов - эл. поле затвора повышает его проводимость
-
Встроенным - когда он обогащён носителями зарядов - эл. поле затвора приводит к обеднению канала носителями зарядов
В результате ПТИЗ м.б. 4-х типов: с каналом n- или p-типов, каждый из которых м. иметь индуцированный или встроенный канал.