Транзисторы

Полевые транзисторы

Полевым транзистором (его часто называют канальным) называется транзистор с управляемым каналом для тока основ­ных носителей заряда. Такие транзисторы являются униполяр­ными приборами, так как ток в них переносится дрейфом лишь основных носителей. Полевые транзисторы делят на полевые транзисторы с затвором в виде p-n-перехода и полевые транзи­сторы с изолированным затвором (или МОП-транзисторы).

Полевые транзисторы с затвором в виде р-п-перехода

Рассмотрим работу полевого транзистора плоской конфи­гурации (его иногда называют унитроном), структура которого приведена на рис. 4-29, о.

Канал полевого транзистора представляет собой область полупроводника с электропроводностью типа п, изменением по­перечного сечения которой регулируется поток основных носи­телей через прибор. (Можно изготовить структуру с каналом типа р, однако она будет иметь худшие частные свойства, худшую стабильность и большие шумы.) Торцы канала являются электро­дами с омическими контактами, к которым последовательно подключаются источник питания и нагрузка. Электрод, через который в канал втекают основные носители (здесь электроны), называют истоком, а электрод, через который из канала они вытекают, — стоком. У полевого транзистора типа п на сток подается положительный потенциал относительно истока. Про­водящий канал заключен между двумя р-и-переходами. Переходы отделяют канал от областей с электропроводностью типа р. Эти области играют роль единого электрода, называемого затво­ром. Затвор предназначен для регулировки поперечного сечения канала. На затвор подается напряжение U3, смещающее р-и-пе-реходы в обратном направлении. При изменении потенциала затвора меняется толщина переходов и соответственно сечение канала. Это изменяет эффективное сопротивление токопроводя-щего канала и ток в рабочей цени (слой пространственного заряда p-n-переходов почти полностью лишен подвижных носителей заряда и его удельная электропроводность практически равна нулю). Полевой транзистор является прибором, управляемым не током, а напряжением. При надлежащем включении он будет усиливать входной сигнал.

Если исток и сток заземлены (потенциалы Ua = Uc = 0), то сечение канала на всем протяжении будет одинаковым, так как обратное смещение р-тг-переходов постоянно и равно U3. При достаточном большом отрицательном смещении на затворе пространственный заряд переходов займет весь канал. Напряже­ние на затворе, при котором переходы займут весь канал, назы­вается напряжением отсечки (Ј73. 0). В рабочем ре­жиме (см. схему включения на рис. 4-29, г) между стоком и истоком приложена разность потенциалов -f- Uc и по каналу течет ток, который образует падение напряжения на сопротивлении мате­риала канала. Это падение напряжения изменяется от значения U(t) = 0 около истока до Z7W == Uc возле стока. Сечение канала по длине будет переменным, так как обратное смещение перехо­дов, образованное напряжением на затворе и падением напря­жения в толще канала, будет изменяться вдоль оси х (толщина переходов от истока к стоку будет увеличиваться, а сечение канала, наоборот, сужаться — см. рис. 4-29, б и в). Это явление