13.Полевые транзисторы.

П олевые транзисторы. Полевым транзистором называется тран­зистор, в котором между двумя электродами образуется проводящий канал, по которому протекает ток. Управление этим током осуществля­ется электрическим полем, создаваемым третьим электродом. Электрод, с которого начинается движение носителей заряда, называется истоком, а электрод, к которому они движутся, стоком. Электрод, создающий управляющее электрическое поле, называется затвором.

Различают два типа полевых транзисторов: с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором (МДП-транзисторы). По типу электропроводности полевые транзисторы подразделяются на транзи­сторы с каналами "p" и "n" типов.

Транзистор с управляющим p-n переходом представляет собой пластину из полупроводникового материала, имеющего электропровод­ность определенного типа, на концах которой сделаны два вывода - ис­ток и сток. Вдоль пластины сделан p-n переход, от которого идет третий вывод - затвор.

Транзисторы с изолированным затвором (МДП -транзисторы) в отличие от рассмотренных выше имеют затвор, изолированный от канала слоем диэлектрика. Поэтому они имеют очень большое входное сопротивление - до 10¹²÷10¹⁴ Ом.

Принцип действия МДП -транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием электрического поля.

МДП - транзисторы делятся на транзисторы с встроенным каналом и на транзисторы с индуцированным каналом. Транзисторы имеют четвертый электрод, называемый подложкой, который выполняет вспомогательную роль. МДП -транзисторы могут быть с каналами n или p-типа.

В МДП – транзисторах токопроводящий канал создается технологическим путем в виде тонкого слаболегированного полупроводникового слоя. Поэтому при U_зи=0 канал существует.

МДП – транзисторы с индуцированным каналом отличаются тем, что проводящий канал здесь не создается, а образуется (индуцируется) благодаря притоку электронов из полупроводниковой пластины при приложении к затвору напряжения положительной (отрицательной) полярности относительно истока.

14.Особенности применения транзисторов

Чтобы обеспечить надежную и безотказную работу радиоэлектронной аппаратуры необходимо учесть характерные особенности транзисторов на этапе разработки аппаратуры, а также обеспечить соответствующие условия ее эксплуатации и хранения.

Для повышения надежности транзисторов в эксплуатации необходимо выбирать рабочие режимы с коэффициентами нагрузки по напряжению и мощности в диапазоне 0,7–0,8. Однако следует учесть, что снижение рабочих токов может привести к снижению устойчивости их работы в диапазоне температур. Использование более высокочастотных типов транзисторов в низкочастотных схемах нежелательно, т.к. они склонны к самовозбуждению и имеют более высокую стоимость.

При применении мощных транзисторов необходимо обеспечить правильный тепловой режим работы, чтобы температура корпуса транзисторов не превышала допустимую, т.к. может возникнуть тепловой пробой p–n перехода. Обеспечение оптимального теплового режима транзисторов играет первостепенную роль при создании надежной аппаратуры.

Для увеличения коэффициента усиления транзисторов используется их каскадное включение. Такие транзисторы называются составными транзисторами, или схемами Дарлингтона.

Рис.41. Схема Дарлингтона (а) , коллекторная схема Дарлингтона (б), схема

с использованием полевого и биполярного транзисторов (в).

Для схемы Дарлингтона коэффициент усиления по току  = ₁*₂,

где ₁и ₂– соответственно коэффициенты усиления первого и второго транзисторов.

Структура составного транзистора может быть построена с использованием как полевых, так и биполярных транзисторов. На рис.41,в приведена схема составного транзистора, который отличается большим входным сопротивлением и коэффициентом усиления по току, что обеспечивает возможность управления мощной нагрузкой непосредственно от маломощного источника сигнала.