Mezőhatás tranzisztorok

A térhatású (unipoláris) tranzisztorok vezérlő p-n átmenettel (1. ábra) és izolált kapuval ellátott tranzisztorokra oszthatók. A vezérlő p-n átmenettel rendelkező térhatású tranzisztor eszköze egyszerűbb, mint a bipolárisé.

Egy n-csatornás tranzisztorban a csatorna fő töltéshordozói elektronok, amelyek a csatorna mentén egy alacsony potenciálú forrásból egy magasabb potenciálú lefolyóba mozognak, és így Ic lefolyóáramot képeznek. A FET kapuja és forrása között fordított feszültség van kapcsolva, amely blokkolja a csatorna n-es tartománya és a kapu p-tartománya által alkotott p-n átmenetet.

Így egy n-csatornás FET-ben az alkalmazott feszültségek polaritásai a következők: Usi> 0, Usi≤0. Ha blokkoló feszültséget adunk a kapu és a csatorna közötti pn átmenetre (lásd 2. ábra, a), akkor a csatorna határain egy egyenletes, töltéshordozókban kimerült és nagy ellenállású réteg jelenik meg.

Rizs. 1. Egy térhatású tranzisztor felépítése (a) és áramköre (b), amelynek kapuja p-n átmenet és n-típusú csatorna; 1,2 — csatorna- és portálzónák; 3,4,5 — a forrás, a lefolyó, a börtön következtetései

Rizs. 2. Csatornaszélesség a térhatású tranzisztorban Usi = 0 (a) és Usi > 0 (b) esetén

Ez a vezető csatorna szélességének csökkenéséhez vezet. Ha a forrás és a drén közé feszültséget kapcsolunk, a kimerülési réteg egyenetlenné válik (2. ábra, b), csökken a csatorna keresztmetszete a drén közelében, és csökken a csatorna vezetőképessége is.

A FET VAH-jellemzői az ábrán láthatók. 3. Itt az Ic leeresztőáram Usi feszültségtől való függése állandó Uzi kapufeszültség mellett meghatározza a térhatású tranzisztor kimeneti vagy lefolyási jellemzőit (3. ábra, a).

Rizs. 3. A térhatású tranzisztor kimeneti (a) és átviteli (b) volt-amper karakterisztikája.

A karakterisztika kezdeti szakaszában a leeresztő áram az Umi növekedésével nő. Ahogy a forrás-leeresztő feszültség Usi = Uzap– [Uzi] értékre növekszik, a csatorna átfed, és az áram Ic tovább növekszik (telítési tartomány).

A negatív Uzi kapu-forrás feszültség alacsonyabb Uc feszültséget és Ic áramot eredményez ott, ahol a csatorna átfedésben van.

Az Usi feszültség további növekedése a kapu és a csatorna közötti p-n átmenet meghibásodásához vezet, és letiltja a tranzisztort. A kimeneti karakterisztika felhasználható az Ic = f (Uz) átviteli karakterisztika megszerkesztésére (3. ábra, b).

A telítési szakaszban gyakorlatilag független az Usi feszültségtől. Ez azt mutatja, hogy bemeneti feszültség hiányában (gate - drain) a csatorna bizonyos vezetőképességgel rendelkezik, és az Ic0 kezdeti leeresztőáramnak nevezett áramot vezeti.

A csatorna hatékony "reteszelése" érdekében Uotc megszakító feszültséget kell alkalmazni a bemenetre.A FET bemeneti karakterisztikáját – az I3 kapuleeresztő áram függését a kaputól – forrásfeszültséget – általában nem használjuk, mert Uzi < 0 esetén a kapu és a csatorna közötti p-n átmenet zárva van, és a kapu árama nagyon kicsi (I3 = 10-8 … 10-9 A), így sok esetben elhanyagolható.

Mint ebben az esetben is bipoláris tranzisztorok, a mezőknek három kapcsolóáramkörük van: közös kapuval, lefolyóval és forrással (4. ábra). A vezérlő p-n átmenettel rendelkező térhatású tranzisztor I-V átviteli karakterisztikáját az ábra mutatja. 3, b.

Rizs. 4. Közös forrású térhatású tranzisztor kapcsolási sémája vezérlő p-n átmenettel

A vezérlő p-n átmenettel rendelkező térhatású tranzisztorok fő előnyei a bipolárisokkal szemben a nagy bemeneti impedancia, alacsony zajszint, könnyű előállítás, kis feszültségesés a teljesen nyitott csatornában. az I negatív régióiban kell dolgozni - a V jellemző, ami bonyolítja a sémát.

A műszaki tudományok doktora, L. A. Potapov professzor