Поле (униполярен) Транзисторът е устройство, което има три изхода и се управлява от приложения управляващ електрод (гейт) затвора.портакъм управляващия електрод (гейт) се подавапрежение. Токът, който трябва се контролира, преминава през веригата източник-дрейн.
Идеята за подобен триод се заражда преди около 100 години, но едва в средата миналия век става възможно практическото му приложение. През 50-те години миналия век езработена концепцията за полевия транзистор, а през 1960 г. е произведен първиятботещ образец. За сезберат предимствата и недостатъците този тип триоди, е необходимо сезбере тяхната конструкция.
Съдържание
Проектиране полеви транзистори
Униполярните транзистори сезделят два големи класа в зависимост от конструкцията и технологията производство. Въпреки че принципите управление сходни, те имат конструктивни особености, които определят тяхната ефективност.
Еднополярни триоди с p-n преход
Структуратакъв полеви транзистор е подобнази конвенционален полупроводников диод и, зазлика от биполярния си братовчед, съдържамо едно съединение. Транзисторът с p-n преход се състои от пластинка от един вид проводник (например n) и вградена област от друг вид полупроводник (в случая p).
n-слоят образуванал, по който протича ток между изводите източника и дрейна. Терминалът портата е свързан с р-областта. Ако към гейта се приложипрежение, което измества прехода в обратна посока, областта прехода сезширява, а сечениетонала,против, се стеснява и съпротивлението му се увеличава. Чрез контролиранепрежението портата може се управлява токът внала. Транзисторът може бъдеправен и снал от p-тип,то в този случай портата се формира от n-полупроводник.
Една от особеноститези конструкция е много голямото входно съпротивление транзистора. Токът портата се определя от съпротивлението обратното превключване и е вмките единици или десеткиноампери при постоянен ток. При променлив ток входното съпротивление се определя отпацитета прехода.
Степените усилване, изградени с тези транзистори, поради високото си входно съпротивление улесняват съгласуването входните устройства. Освен това униполярните триоди не рекомбинират носителите заряд и товамалява нискочестотния шум.
При липсапрежение отклонение ширинатанала ей-голяма и токът презнала ексимален. Когатопрежението се увеличи, може се достигне до състояние, при коетоналът епълно изключен. Товапрежение серичапрежение изключване (Uotc).
Токът дрейна полевия транзистор зависикто отпрежението между гейта и източника,ка и отпрежението дрейн-сорс. Акопрежението портата е фиксирано, токът първоначалнораства почти линейно с увеличаване Uci (аб диаграма). Привлизане всищане по-нататъшното увеличаванепрежението практически не води до увеличаване тока дрейна (раздел bb). С увеличаването нивотопрежението блокиране затворастъпвасищане при по-ниски стойности I-stock.
На фигурата е показана семейната зависимост тока дрейна отпрежението между източника и дрейна за няколко стойностипрежението гейта. Ясно е, че при Uciдпрежениетосищане токът дрейна зависи почти изцяло отпрежението портата.
Това се илюстрира с предавателнатарактеристика униполярен транзистор. С увеличаване отрицателнотопрежение затвора токът дрейнамалява почти линейно, докато достигне нула, когатопрежението затвора достигне нивото изключване.
Еднополярни триоди с изолиран гейт
Другриант полевия транзистор е конструкцията с изолиран гейт. Тези триоди серичат TDP транзистори TIR (метал-диелектрик-полупроводник) транзистори, чуждестранноименование MOSFET. Някога е било прието серича MOS (метал-оксид-полупроводник).
Подложката еправена от проводник с определен тип проводимост (в този случай n), аналът е образуван от полупроводник с друг тип проводимост (в този случай p). Порталът е отделен от подложката чрез тънък диелектричен (оксиден) слой и може влияеналамо чрез създаденото електрическо поле. Акопрежението портата е отрицателно, генерираното поле изтласква електроните от зонатанала, слоят се изтощава и съпротивлението му се увеличава. Обратно, при p-каналните транзистори подаването положителнопрежение увеличава съпротивлението ималява тока.
Друга особеност транзистора с изолиран гейт е положителният участък предавателнатарактеристика (отрицателен за p-канален триод). Това означава, че към гейта може се приложи ипрежение с положителна полярност с определена стойност, което ще увеличи тока дрейна.милията изходнирактеристики не сезличава съществено отзи триод с p-n преход.
Диелектричният слой между портата и субстрата е много тънък,ка ченните TIR транзистори (катопример произведените в страната KP350) бяха изключително чувствителни към статично електричество. Високитепрежения пробиват тънкия филм, което прави транзистора неработещ. В съвременните триоди взети конструктивни мерки за защита от пренапрежение,ка че предпазните мерки срещу статично електричество практически излишни.
Другриант униполярен триод с изолиран гейт е транзисторът с индуктивеннал. Не съществува индуктивеннал и ако портата нямапрежение, от източника към дрейна няма потече ток. Ако към гейта се приложи положителнопрежение, полето, което то генерира, ще "издърпа" електроните от n-зоната субстрата и ще създаденал за протичане ток в близката до повърхността област. От това става ясно, чекъв транзистор, в зависимост от виданала, се управлява отпрежениемо с една полярност. Това може се види и отрактеристиката му за преминаване.
Съществуват и транзистори с двоен гейт. Те сезличават от обикновените транзистори по това, че имат две еднакви вратички, всяка от които може се управлява с отделен сигнал, но ефектът им върхунала се сумира.къв триод може се представито два обикновени транзистора, свързани последователно.
Схеми транзистори с полеви ефект
Обхватът приложение полевите транзистори е същиятто при както при биполярните транзистори.. Те се използват главното усилвателни елементи. Биполярните триоди се използват в усилвателни стъпала с три основни схеми:
- общ колектор (излъчвател-ретранслатор);
- общаза;
- общ излъчвател.
Полевите транзистори се свързват по подобенчин.
Обща верига за източване
Верига с общ дрейн (източник-съединител), подобно емитерния повторител биполярен триод, не осигурява усилване попрежение, но осигурява усилване по ток.
Предимствози схема е високият й входен импеданс, което в някои случаи е недостатък - стъпалото става податливо електромагнитни смущения. Ако е необходимо, Rin може бъдемален,то се включи резистор R3.
Верига с обща врата
Тази схема е подобна биполярен транзистор с общаза.зи схемава добро усилване попрежение, но не и по ток. Подобно общия дизайн основата, той не се използва често.
Обща верига източника
Най-често срещаната схема е свързването общия източник полеви триоди. Коефициентът усилване зависи от съотношението съпротивлението Rc към съпротивлението във веригата дренажа (допълнителен резистор може бъде поставен в дренажната верига, за се регулира усилването) и същока зависи отклонарактеристиката транзистора.
Полевите транзистори се използват ито управляеми резистори. Зази целботната точка се избира вмките участъка линията. Въз основа този принцип може се реализира управляем делителпрежение.
И двойна врата триод в този режим, можете реализирате,пример, миксер за приемане оборудване - едната врата приетия сигнал, а другата - сигналът от хетеродина.
Ако приемем теорията, че историята сезвива спираловидно, можем видим модел взвитието електрониката. Отмпи, управлявани спрежение, технологията премина към биполярни транзистори, за чието управление е необходим ток. Спиралата се завъртя - сега преобладават униполярните триоди, които,кто импите, не изискват консумация енергия в схемите за управление. Къде ще ни отведе цикличната крива, щезберем по-нататък. Засега не се вижда алтернатива транзисторите с полеви ефект.
Свързани статии:
