- •Министерство образования московской области
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1. Изучение полупроводникового диода и стабилитрона
- •2. Полевые транзисторы
- •Лабораторная работа №2. Изучение полевого транзистора с управляющим p-n переходом
- •3. Биполярные транзисторы
- •Лабораторная работа №3. Изучение биполярного транзистора
- •4. Электронные усилители
- •Лабораторная работа №4. Изучение резисторного усилителя напряжения
- •5. Логические элементы цифровых устройств
- •Лабораторная работа №5. Изучение основных логических элементов
- •6. Триггеры
- •Лабораторная работа №6. Изучение триггеров rs, d и т типов
- •7. Регистры
- •Что такое регистр? Каково его назначение?
- •Инструкции по эксплуатации используемых приборов Генератор сигналов г3-33
- •Осциллограф универсальный с1-67
- •Развертка
- •Синхронизация
- •Измерение временных интервалов.
- •Измерение частоты.
- •Измерение амплитуды исследуемых сигналов.
- •Стенд универсальный оавт
- •Литература
2. Полевые транзисторы
Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, в котором управление током осуществляется электрическим полем, вызывающим изменение сопротивления полупроводникового слоя, проводящего ток. Полевые транзисторы часто называют униполярными, так как ток создается носителями одного знака.
Различают два типа полевых транзисторов: с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором (МДП - транзисторы, представляющие собой структуру металл – диэлектрик – полупроводник). МДП - транзисторы делятся на транзисторы со встроенным и индуцированным каналом.
Рис. 1. Рис. 2.
Пpи изготoвлении полeвого транзиcтора с yправляющим p-n-переxодом (рис. 1) на каждyю из боковых гpаней пластин n- или p-полупроводника наносится слой с противоположным типом проводимости. Оба слоя материала имеют внешний вывод через омический контакт, с помощью которого к p-n-переходу подводится напряжение. Этот электpод называeтся затвором (З). Торцы пластины так же снабжены электродами, с помощью которых прибор включаeтся в электричeскую цепь. Электpод, от которого под дейcтвием напpяжения движутся носители зарядов, называется истоком (И); электрод собирающий носители зарядов, называется стоком (С). Объем, заключенный между p-n-переходами, называется каналом. Условные обозначения транзисторов с каналами n- и p-типа приведены на рис. 2, а и б соответственно.
При увеличении напряжения Uзи толщина обедненного слоя p-n-перехода увеличивается, а сечение канала уменьшается. Следовательно, можно изменять электрическое сопротивление канала. В результате будет меняться ток Iс, протекающий в цепи исток – сток под действием приложенного к стоку напряжения Uси. Напряжение на затворе, при котором поперечное сечение канала становится равным нулю, называется напряжением отсечки Uзи отс.
Если полевой транзистор включен по схеме с общим истоком (ОИ), то связь токов и напряжений может быть охарактеризована следующими вольт-амперными характеристиками (ВАХ):
Iз= f(Uзи) Uси = const (входная характеристика);
Iз= f(Uси) Uзи = const (характеристика обратной передачи);
Iс= f(Uзи) Uси = const (проходная или стоко-затворная характеристика);
Iс= f(Uси) Uзи = const (выходная или стоковая характеристика).
Обычно применяются две последние характеристики.
Рис. 3.
Типичное семейство выходных ВАХ полевого транзистора с управляющим p-n переходом показано на рис. 3. При малых напряжениях Uси ток Iс увеличивается с ростом напряжения на стоке почти линейно. Начиная с некоторого значения напряжения Uси, рост тока Iс практически прекращается и его величина почти не зависит от напряжения, так как увеличение напряжения на стоке, с одной стороны, вызывает увеличение тока стока, с другой – сужение канала, которое уменьшает ток. Напряжение на стоке, при котором возникает этот режим, называется напряжением насыщения Uси нас. Увеличение напряжения на стоке выше определенной величины приводит к электрическому пробою p-n-перехода у стокового конца канала, так как в этой части прибора к p-n-переходу приложено наибольшее обратное напряжение.
Рис. 4.
Проходная характеристика показана на рис. 4. Изменение напряжения Uси в пределах области насыщения мало влияет на поведение стокозатворной характеристики.
Полевой транзистор характеризуется следующими параметрами:
крутизной стоко-затворной ВАХ
;
(1)
дифференциальным сопротивлением канала
;
(2)
статическим коэффициентом усиления
. |
(3) |
Контрольные вопросы.
Какие типы полевых транзисторов бывают?
Расскажите об устройстве полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.
Объясните принцип работы полевого транзистора с управляющим p-n-переходом.
Как изменяется эффективная ширина канала полевого транзистора с управляющим p-n-переходом при изменении Uзи и Uси?
Какими вольт-амперными характеристиками характеризуется полевой транзистор?
Объясните вид вольт-амперных характеристик полевого транзистора.
Расскажите о параметрах полевого транзистора.