Mga transistor ng field effect

Ang field-effect (unipolar) transistors ay nahahati sa mga transistors na may control p-n-junction (Fig. 1) at may nakahiwalay na gate. Ang aparato ng isang field-effect transistor na may control p-n junction ay mas simple kaysa sa isang bipolar.

Sa isang n-channel transistor, ang mga pangunahing tagadala ng singil sa channel ay mga electron na gumagalaw sa kahabaan ng channel mula sa isang mababang potensyal na mapagkukunan patungo sa isang mas mataas na potensyal na drain, na bumubuo ng isang kasalukuyang drain Ic. Ang isang reverse boltahe ay inilalapat sa pagitan ng gate at pinagmulan ng FET, na humaharang sa p-n junction na nabuo ng n-rehiyon ng channel at ng p-rehiyon ng gate.

Kaya, sa isang n-channel FET, ang mga polaridad ng inilapat na mga boltahe ay ang mga sumusunod: Usi> 0, Usi≤0. Kapag ang isang blocking boltahe ay inilapat sa pn junction sa pagitan ng gate at ng channel (tingnan ang Fig. 2, a), ang isang pare-parehong layer, naubos sa charge carrier at may mataas na pagtutol, ay lilitaw sa mga hangganan ng channel.

kanin. 1. Structure (a) at circuit (b) ng isang field-effect transistor na may gate sa anyo ng p-n junction at n-type na channel; 1,2 - channel at portal zone; 3,4,5 - mga konklusyon ng pinagmulan, ang alisan ng tubig, ang bilangguan

kanin. 2. Lapad ng channel sa field-effect transistor sa Usi = 0 (a) at sa Usi> 0 (b)

Ito ay humahantong sa isang pagbawas sa lapad ng pagsasagawa ng channel. Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa pagitan ng pinagmulan at ang alisan ng tubig, ang depletion layer ay nagiging hindi pantay (Larawan 2, b), ang cross-section ng channel na malapit sa drain ay bumababa, at ang conductivity ng channel ay bumababa din.

Ang mga katangian ng VAH ng FET ay ipinapakita sa Fig. 3. Dito, ang mga dependences ng alisan ng tubig kasalukuyang Ic sa boltahe Usi sa isang pare-pareho ang gate boltahe Uzi matukoy ang output o drain na mga katangian ng field-effect transistor (Fig. 3, a).

kanin. 3. Output (a) at paglipat (b) volt-ampere na mga katangian ng field-effect transistor.

Sa paunang seksyon ng mga katangian, ang alisan ng tubig ay tumataas sa pagtaas ng Umi. Habang tumataas ang boltahe ng source-drain sa Usi = Uzap– [Uzi], nag-o-overlap ang channel at lalo pang tumataas ang kasalukuyang Ic stops (saturation region).

Ang negatibong gate-to-source na boltahe na Uzi ay nagreresulta sa mas mababang mga halaga ng boltahe na Uc at kasalukuyang Ic kung saan nagsasapawan ang channel.

Ang karagdagang pagtaas sa boltahe na Usi ay humahantong sa pagkasira ng p — n junction sa pagitan ng gate at ng channel at hindi pinagana ang transistor. Ang mga katangian ng output ay maaaring gamitin upang bumuo ng katangian ng paglilipat Ic = f (Uz) (Larawan 3, b).

Sa seksyon ng saturation, halos independyente ito sa boltahe na Usi. Ipinapakita nito na sa kawalan ng input boltahe (gate - drain), ang channel ay may isang tiyak na kondaktibiti at dumadaloy ng isang kasalukuyang tinatawag na paunang alisan ng tubig kasalukuyang Ic0.

Upang epektibong "i-lock" ang channel, kinakailangan na maglapat ng nakakaabala na boltahe na Uotc sa input.Ang input na katangian ng FET - ang pag-asa ng gate drain current I3 sa gate - source voltage - ay karaniwang hindi ginagamit, dahil sa Uzi <0 ang p-n junction sa pagitan ng gate at channel ay sarado at ang gate current ay napakaliit (I3 = 10-8 … 10-9 A), kaya sa maraming pagkakataon maaari itong mapabayaan.

Tulad ng sa kasong ito bipolar transistor, ang mga patlang ay may tatlong switching circuit: na may karaniwang gate, drain at source (Fig. 4). Ang katangian ng paglipat ng I-V ng isang field-effect transistor na may control p-n junction ay ipinapakita sa Fig. 3, b.

kanin. 4. Switching scheme ng isang common-source field-effect transistor na may control p-n-junction

Ang mga pangunahing bentahe ng field-effect transistors na may control p-n-junction sa mga bipolar ay mataas na input impedance, mababang ingay, kadalian ng produksyon, mababang boltahe na drop sa ganap na bukas na channel. kailangang magtrabaho sa mga negatibong rehiyon ng I — ang katangiang V, na nagpapalubha sa pamamaraan.

Doktor ng mga teknikal na agham, propesor L.A. Potapov