3 листопада 2020р.
Предмет: Радіоелектроніка та основи телебачення.
Урок 19 : Польові транзистори: типи, будова, принцип роботи, характеристики і застосування.
Рис. 1. Схематичне зображення конструкції
n – канального польового транзистора зі схемою його
вмикання та умовними графічним позначенням.Промисловість випускає багато типів різноманітних за конструкцією, технологією виготовлення і принципом дії транзисторів. Польові транзистори мають лише один n-p-перехід. Струм у них утворюється завдяки руху носіїв заряду одного знака, тому їх називають ще уніполярними, а керування здійснюється зміною електричного поля (напруги) на керуючому електроді.
Польові транзистори за конструктивними особливостями можна поділити на дві групи: з керованим n-p-переходом та з ізольованим затвором.
Розглянемо польовий транзистор із керованим п-р-переходом. Транзистор називають я n-канальним, якщо носіями заряду є електрони, і p-канальним, якщо такими носіями є дірки. На рис. 1 показано схематичне зображення конструкції n-канального польового транзистора зі схемою його вмикання та умовними графічними позначеннями. Струм прямує від витоку В до стоку С по каналу з електронною провідністю під дією напруги UСВ.
Значення струму в каналі залежить від напруги UСВ і провідності напівпровідникової пластини між витоком та стоком. Якщо UСВ = const, то струм у каналі IС залежить лише від ефективної площі поперечного перерізу каналу.
Керуючий електрод — затвор 3 створений з напівпровідника p- типу. Отже, між каналом і керуючим електродом утворюється n-p- перехід. Прикладання до нього запірної напруги Uзв спричинює розширення зони п-р-переходу, збідненої носіями заряду, та зменшення поперечного перерізу частини каналу, в якій є електрони провідності, що зумовлює зростання опору між витоком В і стоком С та зменшення струму IС. При деякому значенні напруги на затворі U ЗВ = U вілс, яке називається напругою відсікання, канал повністю перекривається збідненою носіями зоною і проходження струму припиняється. Оскільки на n-p-перехід подається весь час запірна напруга, в керуючому електроді струму немає, тобто керування струмом ІС здійснюється лише електричним полем, створюваним у п -р-переході.
Принцип дії p-канального польового транзистора аналогічний, різниця полягає лише в знаках прикладених до електродів напруг.
Рис.2. Схематичне зображення конструкції польового транзистора з ізольованим затвором і його умовним позначенням.
Польові транзистори з ізольованим затвором, як показано на рис. 2. мають структуру метал — діелектрик — напівпровідник (тому їх також називають МДН-транзисторами). Затвор 3 ізольований від каналу тонким шаром діелектрика (0,05...0,2 мкм). Металевий затвор і напівпровідниковий канал утворюють конденсатор. Зміна напруги, прикладеної до такого конденсатора, приводить до перерозподілу зарядів у каналі, що змінює його провідність.
Залежно від знака напруги, прикладеної до затвора, канал може збіднюватись або збагачуватись носіями заряду (електронами). Якщо напруга на затворі негативна, то електрони провідності виштовхуються з каналу в підкладку, канал збіднюється на кількість носіїв заряду, що зумовлює зменшення струму в каналі. Позитивна напруга на затворі сприяє втягуванню електронів з підкладки в канал. Цей режим дістав назву режиму збагачення. Зі збільшенням позитивної напруги струм у каналі зростає. Таким чином, на відміну від транзистора з керованим n-p-переходом, у транзисторі з ізольованим затвором на останній можна подавати як позитивну, так і негативну напругу. Наявність діелектрика між каналом та затвором забезпечує при позитивних напругах відсутність вхідного струму через затвор.
Рис. 3. Типові ВАХ польових транзисторів з керованим n-p-переходом (а, б) та з
ізольованим затвором (в, г)
Додатковий відеоматеріал:
Матеріал для самостійного вивчення: Підручник: Анисимов М.В. «Елементи електронної апаратури та їх застосування».Польові транзистори. Підручник: Сисоєв В.М. «Основи радіоелектроніки». Польові транзистори.
Контрольні завдання:
1. Пояснити чим відрізняється польовий транзистор від біполярного по застосуванню в практичних схемах.
2. Нарисувати практичну схему ключового каскаду на польовому транзисторі, пояснити роботу та застосування.Відповіді надіслати на електронну пошту: honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар