2.2.3.4. Сравнительный анализ трех схем включения

Схема с ОБ имеет следующие достоинства: хорошие частотные свойства (предельные частоты в десятки, сотни раз выше, чем в других схемах включения), слабая зависимость параметров и характеристик от температуры, очень незначительная зависимость тока от напряжения коллектор–база, малое остаточное напряжение в ключевых режимах работы. Основным недостатком этой схемы является большой входной ток (ток эмиттера больше, чем ток коллектора), а, следовательно, малое входное сопротивление такой схемы, что существенно ограничивает возможности ее применения.

Схема с ОЭ обладает следующими преимуществами: значительно больше входное сопротивление, чем в схеме с ОБ, высокий коэффициент усиления по всем трем величинам (ток, напряжение, мощность). К недостаткам этой схемы включения следует отнести: очень сильная зависимость параметров и характеристик от температуры, хуже частотные свойства (предельные частоты в десятки, сотни раз меньше, чем в схеме с ОБ), большая зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе.

Схема с ОК в сравнении со схемой с ОБ и ОЭ имеет несравнимо большее входное и меньшее выходное сопротивления, высокую стабильность всех характеристик и параметров, слабую температурную зависимость. Однако эта схема не может усиливать входной сигнал по напряжению, что значительно ограничивает диапазон ее применения. В основном эта схема включения используется для согласования низкоомного сопротивления нагрузки с высокоомным выходным сопротивлением усилителя с ОБ и ОЭ или с высокоомным внутренним сопротивлением датчиков.

8. Полевые транзисторы. МОП транзистор со встроенным каналом. Устройство, работа, характеристики.

Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый элемент электрической цепи, проводимость которого меняется с помощью электрического поля, отсюда и произошло его название. При этом ток управления практически отсутствует (требуется только напряжение, которое создает электрическое поле), а, следовательно, значительно снижается мощность входного сигнала и увеличивается входное сопротивление транзистора. В этом его главное достоинство. Иногда полевой транзистор называют униполярным транзистором, подчеркивая этим, что в отличие от биполярных транзисторов его работа основана на использовании одного типа носителей электронов или дырок. В зависимости от конструктивных особенностей, полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с управляемым p-n-переходом и транзисторы со структурой металл-диэлект-рик-полупроводник (МДП-типа).

3.3.2.1. Мдп-транзистор со встроенным каналом

Структура такого транзистора представлена на рис. 3.11. Как видно из рисунка, на подложке р-типа образуются две области n-типа, соединенные между собой тонким приповерхностным слоем также n-типа. Две области представляют собой исток и сток, а приповерхностный слой – канал. Над каналом расположена металлическая пленка – затвор, которая отделена от канала пленкой диэлектрика. Таким образом, получается структура металл-диэлектрик-полу-проводник. Эта структура и дала название транзистору МДП-транзистор. Так как в качестве диэлектрика в интегральной технологии применяется окисел кремния SiO₂, то второе название транзистора – МОП-транзистор. Если в качестве подложки использовать кремний n-типа, то исток, сток и канал должны быть р-типа, в остальном структура и принцип работы ВАХ транзистора такие же, как и у транзистора с р-подложкой. При напряжении сток-исток, неравном нулю, через канал будет протекать ток, определяемый величиной напряжения и сопротивлением канала. Если теперь приложить отрицательное напряжение к затвору относительно истока, то за счет эффекта поля электроны будут выталкиваться из канала (или дырки подтягиваться к каналу) и канал обедняется основными носителями, сопротивление его возрастает, а ток стока уменьшается. Такой режим работы носит название режима обеднения. Если к затвору приложить положительный потенциал относительно затвора, то электроны из подложки будут подтягиваться в канал, канал обогащается основными носителями, сопротивление его уменьшается, а ток стока возрастает. Такой режим работы носит названия режима обогащения. Характеристика изменения тока стока при изменении напряжения затвор-исток, показанная на рис. 3.11 носит название сток-затворной ВАХ МДП-транзистора. Выходные вольтамперные характеристики показаны на рис. 3.12. Участок насыщения на этих ВАХ объясняется теми же причинами, что и у полевого транзистора с управляемым p-n-переходом.

9. МОП транзистор с индуцированным каналом. Устройство работа характеристики.