טרנזיסטורי אפקט שדה

טרנזיסטורים בעלי אפקט שדה (חד קוטבי) מחולקים לטרנזיסטורים עם צומת p-n בקרה (איור 1) ועם שער מבודד. ההתקן של טרנזיסטור אפקט שדה עם צומת p-n בקרה הוא פשוט יותר מאשר דו-קוטבי.

בטרנזיסטור n-ערוץ, נושאי המטען העיקריים בתעלה הם אלקטרונים הנעים לאורך התעלה ממקור בעל פוטנציאל נמוך לניקוז בעל פוטנציאל גבוה יותר, ויוצרים זרם ניקוז Ic. מתח הפוך מופעל בין השער והמקור של ה-FET, אשר חוסם את צומת p-n הנוצר על ידי אזור n של הערוץ ואזור p של השער.

לפיכך, ב-FET n-channel, הקוטביות של המתחים המופעלים הם כדלקמן: Usi> 0, Usi≤0. כאשר מופעל מתח חסימה על צומת pn שבין השער לערוץ (ראה איור 2, א), מופיעה בגבולות הערוץ שכבה אחידה, מדולדלת מנשאי מטען ובעלת התנגדות גבוהה.

אורז. 1. מבנה (א) ומעגל (ב) של טרנזיסטור אפקט שדה עם שער בצורת צומת p-n ותעלה מסוג n; 1,2 - אזורי ערוץ ופורטל; 3,4,5 - מסקנות המקור, הניקוז, הכלא

אורז. 2. רוחב תעלה בטרנזיסטור אפקט שדה ב-Usi = 0 (a) וב-Usi> 0 (ב)

זה מוביל להפחתת רוחב הערוץ המוליך. כאשר מופעל מתח בין המקור לניקוז, שכבת הדלדול הופכת לא אחידה (איור 2, ב), חתך התעלה ליד הניקוז יורד, וגם מוליכות התעלה פוחתת.

מאפייני ה-VAH של ה-FET מוצגים באיור. 3. כאן, התלות של זרם הניקוז Ic במתח Usi במתח שער קבוע Uzi קובעות את מאפייני הפלט או הניקוז של טרנזיסטור אפקט השדה (איור 3, א).

אורז. 3. מאפייני פלט (א) והעברה (ב) וולט-אמפר של טרנזיסטור אפקט השדה.

בסעיף הראשוני של המאפיינים, זרם הניקוז עולה עם הגדלת האומי. כאשר מתח המקור-ניקוז עולה ל-Usi = Uzap– [Uzi], הערוץ חופף ועלייה נוספת ב-ICC הנוכחי מפסיק (אזור הרוויה).

מתח שער למקור שלילי עוזי מביא לערכים נמוכים יותר של המתח Uc והזרם Ic שבו הערוץ חופף.

עלייה נוספת במתח Usi מובילה להתמוטטות של צומת p - n בין השער לערוץ ומשביתה את הטרנזיסטור. ניתן להשתמש במאפייני הפלט כדי לבנות את מאפיין ההעברה Ic = f (Uz) (איור 3, ב).

בסעיף הרוויה, זה כמעט בלתי תלוי במתח Usi. הוא מראה שבהיעדר מתח כניסה (שער - ניקוז), לערוץ יש מוליכות מסוימת ומזרים זרם הנקרא זרם הניקוז ההתחלתי Ic0.

על מנת "לנעול" ביעילות את הערוץ, יש צורך להפעיל מתח מפריע Uotc לכניסה.מאפיין הקלט של ה-FET - התלות של זרם ניקוז השער I3 בשער - מתח המקור - בדרך כלל אינו בשימוש, מכיוון שבעוזי < 0 צומת p-n בין השער לערוץ סגור וזרם השער הוא קטן מאוד (I3 = 10-8 … 10-9 A), כך שבמקרים רבים ניתן להזניח אותו.

כמו במקרה הזה טרנזיסטורים דו קוטביים, לשדות יש שלושה מעגלי מיתוג: עם שער משותף, ניקוז ומקור (איור 4). מאפיין העברת ה-I-V של טרנזיסטור אפקט שדה עם צומת p-n בקרה מוצג באיור. 3, ב.

אורז. 4. סכימת מיתוג של טרנזיסטור שדה-אפקט מקור משותף עם צומת p-n בקרה

היתרונות העיקריים של טרנזיסטורי אפקט שדה עם צומת p-n בקרה על פני דו-קוטביים הם עכבת כניסה גבוהה, רעש נמוך, קלות ייצור, נפילת מתח נמוכה בערוץ הפתוח לחלוטין. עם זאת, לטרנזיסטורי אפקט שדה יש ​​חיסרון כמו צריך לעבוד באזורים שליליים של I - מאפיין V, מה שמסבך את התוכנית.

דוקטור למדעים טכניים, פרופסור L.A. Potapov