Полевые транзисторы

Полевой транзистор представляет собой двухслойную структуру (рис. 6.8), конструктивно выполненную в виде центрального полупроводника - канала - одной проводимости, окруженного полностью или частично полупроводником другой проводимости (затвора). Особенностью полевого транзистора является то, что концентрация примесей в затворе намного превышает концентрацию примесей в канале. Три вывода транзистора имеют названия: исток (И), сток (С) и затвор (З).

Принцип действия полевого транзистора основан на изменении площади поперечного сечения канала и, следовательно, сопротивления канала под действием поперечного электрического поля Е₃, создаваемого приложенным к затвору напряжением (рис.6.9). Рассмотрим физические процессы, приводящие к сужению канала под действием приложенных напряжений Е_ЗИ и Е_СИ. Если к транзистору приложено только напряжение Е_ЗИ (рис.6.9 а), которое для р-п- перехода затвор - канал является обратным, то под действием поперечного поля Е_З расширяется запирающий слой.

Рис. 6.8 Устройство и обозначение полевого транзистора с затвором в виде р-п- перехода с каналом п-типа (а) и р-типа (б) и полярности напряжения на затворе и стоке относительно истока

Так как концентрация примесей в канале меньше, чем в затворе, то расширение запирающего слоя происходит практически за счет канала, причем одинаково по всей длине канала. При некотором напряжении U_ЗИ, называемом напряжением отсечки U_OTC. канал полностью перекрывается.

Рис. 6.9 Изменение сечения канала p-типа при действии

напряжений U_ЗИ -.(a), U_СИ (б) и одновременно U_ЗИ и U_СИ (в); запирающий слой обозначен точками.

Таким образом, полевой транзистор - это прибор, в котором входным управляющим сигналом является напряжение затвора U_ЗИ, выходным сопротивление канала или ток стока I. Так как U_ЗИ является для р-п- перехода затвор-канал является обратным, то ток затвора ничтожно мал и на 5 ¸ 6 порядков меньше тока базы биполярного транзистора и составляет 0,01 ¸ 0,0001 мкА. Сопоставляя биполярный (БТ) и полевой (ПТ) транзисторы отметим два принципиальных отличия:

1) БТ управляется током (базы), а ПТ- напряжением (затвор);

2) при увеличении входного сигнала выходной сигнал ток у БТ

возрастает, у ПТ уменьшается.