Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом изготавливаются только нормально открытые (НО), но можно сделать и нормально закрытые (НЗ) – они будут работать на малых токах. Устройство ПТ с n- каналом:

L - тонкий слой (0,1¸ 0,2 мкм – толщина; 0,5 ¸ 2,0 мкм длина) слаболегированного (N_д = 10¹⁷ см^-3)

канала n - типа (N_д = 10¹⁷ см^-3).

Принцип действия: - пусть напряжение между истоком и стоком будет постоянным U_ис = const; и если при этом напряжение между затвором и истоком равно нулю U_зи = 0; а толщина канала постоянная; то сопротивление канала определяется концентрацией свободных электронов в канале и через полевой транзистор течёт ток стока I_с» U_си/ R_канала;

- если теперь на затвор подать отрицательное напряжение (- U_зи), то переход сместится в обратном направлении, обеднённый слой рас-ширится, а канал сузится, увеличится сопротивление канала и умень-шится ток стока I_с;

- при некотором напряжении (- U_зи) обеднённый слой расширится на всю ширину канала, канал перекрывается полностью и ток стока прекращается I_с = 0, напряжение на затворе, ведущее к прекращению тока стока, называется напряжением отсечки – U_{зи отс};

- если изменить полярность напряжения на затворе с отрицательного на положительное т.е. на (+ U_зи), которое соответствует прямому смещению p-n перехода между затвором и каналом, то через вывод затвора потечёт часть тока стока – этот режим транзистора является не рабочим.

Вольтамперные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом:

1. Передаточные (стокозатворные) ВАХ I_с = f(U_зи)½_{Ucи = const} U_си^¢¢ >U_си^¢

пунктир – режим не рабочий;

ширина канала L_обедн зависит от U_зи и U_си;

напряжение отсечки на затворе U_{зи отс} (при U_си = const) – закрывает ПТ, т.е. ток через транзистор прекращается.

2. Выходные (стоковые) ВАХ I_с = f(U_си)½_{Uзи = const}

- область обеднения канала несимметрична, т.к. с одной стороны оказывает влияние напряжение истока равное нулю U_и = 0 а с другой напряжение стока, которое больше нуля U_и >0,

1-я диаграмма – канал открыт полностью,

2-я диаграмма – канал начинает перекрываться,

канал имеет распределённое сопротивление и

напряжение перехода U_p-n делится на участки:

U_{затвора} + U₂ >U_{затвора} + U₁ - т.е. канал более узкий около

стока и шире около области истока

3-я диаграмма – канал перекрыт почти полностью, реально толщина канала 0,1 мкм, длина канала L = L^¢ + DL - сказывается эффект модуляции канала (влияние напряжения на стоке),

4-я диаграмма – из-за высокого напряжения на стоке начинается пробой промежутка между областью затвора и областью стока (пробой - лавинный).

Характеристики у полевых транзисторов с p - каналом аналогичны ПТ с n - каналом, однако полярности напряжений U_зи и U_си другие.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: