Полевые транзисторы.

В полевом транзисторе в переносе тока принимают участие носители заряда одного типа: p или n. Это зависит от того, из какого материала выполнен проводящий канал. На боковые поверхности канала нанесены слои полупроводника противоположной полярности образующие затвор. Между затвором и каналом создается p - n переход. В канале имеются два вывода (электрода ) исток, из которого в канал входят носители заряда, и сток-электрод, через который из канала уходят, носители заряда (рис. 8.2)

В полевом транзисторе ток стока создают основные носители заряда под действием продольного электрического поля Uис,а управление величиной тока осуществляется поперечным электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным к управляющему электроду (затвору) Uзи .

Исток обычно заземляют, а на сток подают напряжение, при котором основные носители зарядов устремляются по проводящему каналу к стоку. Потенциал затвора, управляя поперечным сечением поля, регулирует ток стока от 0 до тока насыщения.

а) б) в)

Рис.8.2 конструкция а) обозначение в схемах б)и переходная вольтамперная характеристика полевого транзистора с управляющим p-n переходом.

Транзистор называется n-канальным, если в качестве носителей тока служат электроны, и p-канальным – если дырки

Полевые транзисторы с изолированным затвором имеют структуру металл-диэлектрик (окисел)-полупроводник. Рис.8.3. а

а) б) в)

Рис. 8.3 конструкция а) изображения в схемах б) и переходная вольтамперная характеристика в) полевого транзистора с изолированным затвором.

Затвор изолируется от канала тонким слоем диэлектрика (005-02мкм), в качестве которого используется окись кремния (транзисторы типа МДП: метал-диэлектрик – полупроводник. Или МОП: метал – окись – полупроводник.

Металлический затвор и полупроводниковый токовый канал образуют конденсатор. Изменения напряжения, приложеного к такому конденсатору вызывает значительное перераспределение зарядов в его полупроводниковом электроде, ведущим к изменению проводимости канала.

Таким образом, в полевом транзисторе ток стока создаёт основные носители заряда под действием продольного электрического поля, а управление величиной тока осуществляется поперечным электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным к управляющему электроду затвору.

Диапазон частот полевых транзисторов достигает 1ГГц а полевых транзисторов из арсенида галия с управляющим переходом металл полупроводник превышают 40 ГГц .

Диапазон управляющих напряжений Uзи полевых транзисторов примерно на два порядка шире рабочего напряжения управляющих напряжений Uбэ биполярного транзистора.

Полевые транзисторы с управляющим р-n переходом обладают наиболее низким среди полупроводниковых приборах уровнем шумов в диапазоне частот от долей Гц до сотен МГц. А их входное сопротивление составляет – Ом. Входное сопротивление транзисторов с изолированным затвором достигает до Ом.

Основные схемы включения транзисторов их параметры.

В зависимости от того, какой электрод в схеме "является общим для входной и выходной цепей, различают три схемы включения транзисторов (рис.8.4)

Эти схемы отличаются:

- коэффициентом усиления по току Кі

- коэффициентом усиления по напряжению Кu - коэффициентом усиления но мощности Кp - входным сопротивлением Rвх - выходным сопротивлением Rвых

а) б) в)

Рис. 8.4 схема включения транзисторов а)с общей базой

б) с общим эмиттером в) с общем коллектором .

Все эти отличия хорошо видны на примере табл. 8.1

Сравнительные характеристики основных параметров транзисторных цепей в зависимости от схем включения

Таблица 8.1

параметры	Схема с обшей базой	Схема с общим эмиттером	Схема с общим коллектором
Кі	= 0,9	10/ 100	10/ 100
Кu	До 1000	До 10011	До1
Кp	До 1000	До 100000	До 100
Rвх U1/I1	10/ 100 Ом	500 / 2500 Ом	20 / 200 кОм
Rвых U2/I2	0.2/ 2 МОм	10/ЗОО кОм	20 / 200 Ом

Основные справочные параметры транзисторов.

В соответствии с теорией четырехполюсников входные и выходные напряжения и токи (8.5) однозначно связаны между собой системой уравнений, содержащих четыре параметра четырехполюсника.

рис. 8.5

U1 = h11I1 + h12 U2

I2 = h21I1 + h22U2

Наибольшее распространение получила так называемая система уравнений с h – коэффициентами.

При измерении этих параметров требуется воспроизведение режимов холостого хода на входе (і1= 0) или режима короткого замыкания на выходе. U2 = 0

Определяемые параметры при этом имеют определенный физический смысл:

h11 = I1/U1 - входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе ;

h12 = U1/U2 -коэффициент обратной связи по напряжению при I1= 0;

h21 = I2/I1 - коэффициент передачи по току при U2 = 0 ;

h22 = I2/U2 - выходная проводимость при I1= 0 .