6. Полевые транзисторы.

В отличие от биполярных транзисторов называются еще канальными или униполярными. Главное достоинство транзисторов - высокое выходное сопротивление, которое может быть таким же, как у электронных ламп, и даже больше.

Рис.6.1. Структурная схема и УГО транзисторов.

Принцип действия: при изменении входного напряжения

изменяется обратное напряжение на р-n переходе, и от этого

изменяется толщина запирающего (обедненного) слоя

(штриховая линия). Соответственно этому изменяется пло-

щадь поперечного сечения области, через которую проходит

поток основных носителей заряда, т.е. выходной ток. Эта

область называется каналом.

Электрод, из которого в канал вытекают основные носи-

тели заряда, называют истоком (И). Из канала носители пе-

реходят к электроду, который называется стоком (С). Исток

и сток аналогичны катоду и аноду электронной лампы.

Управляемый электрод, предназначенный для регулирова-

ния площади поперечного сечения канала, называется затвором (З). Если увеличивать на-

пряжение затвора U_зи, то запирающий слой p-n перехода становиться толще и площадь по-

перечного сечения канала уменьшается. Следовательно, его сопротивление постоянному

току R₀ возрастает и ток стока i_с становиться меньше. При некотором запирающем напря-

жении U_зи.зап. площадь поперечного сечения канала станет равной 0 и ток i_с станет очень ма-

лым. Транзистор запирается. А при U_зи=0 сечение канала наибольшее, сопротивление R₀

наименьшее (около сотен Ом) и ток i_с получается наибольшим. Хара кте рис ти к и и пар а-

м е тры ПТ . Управляющее действие затвора наглядно иллюстрируют управляющие (стыко-

затворные) характеристики, выражающие зависимость i_c=f(U_зи) при U_см=const. Однако эти

характеристики неудобны для расчетов и поэтому на практике пользуются выходными ха-

рактеристиками.

Рис.6.2. Управляющие характеристики полевого транзистора. Вы-

ходные (стоковые) характеристики полевого транзистора

представляют собой зависимость i_с=(U_си) при U_зи=const.

Рис.6.3. Выходные характери-

стики полевого транзистора.

Они показывают, что с

увеличением U_си ток i_с сна-

чала растет довольно быст-

ро, а затем это нарастание

замедляется и почти совсем

прекращается, т.е. наступает явление, напоминающее на-

сыщение. Это объясняется тем, что при повышении U_си ток должен увеличиваться, но т.к.

одновременно повышается обратное напряжение на p-n переходе, то запирающий слой

расширяется, канал сужается вблизи стока, т.е. его сопротивление возрастает и за счет этого

ток i_с должен уменьшаться. При подаче большого по абсолютному значению отрицательно-

го напряжения на затвор ток i_с уменьшается, и характеристика проходит ниже. Работа тран-

зистора обычно происходит на пологих участках характеристики, т.е. в области, которая

часто не совсем удачно называется областью насыщения. Напряжение, при котором начи-

нается эта область, называется напряжением насыщения, а запирающее напряжение затвора

• напряжением отсечки. Так же как и у биполярных транзисторов существует три схемы

включения ПТ с общим истоком (ОИ) (аналогичноОЭ), общим стоком (ОС)(аналогично

ОК), и общим затвором (ОБ).

9