Вольт-амперные характеристики пт
Основными статическими характеристиками полевого транзистора являются:
выходная или стоковая Ic = ƒ(Uси, Uзи),
передаточная или стокозатворная Ic = ƒ(Uзи, Uси) .
ЛО – линейная область. Она определяется сопротивлением канала.
ОО – область отсечки тока стока, ток стока уменьшается до нуля.
Область пробоя – возникает электрический пробой канала.
Характеризуется напряжением Uси.проб. Выходная ВАХ Ic = ƒ(Uси, Uзи)
АО – активная область (область насыщения), в ней транзистор работает в режиме усиления электрических сигналов.
Параметры пт
В общем случае ВАХ транзистора являются нелинейными.
Однако при небольших значениях переменных составляющих напряжений и токов полевой транзистор можно считать линейным элементом.
Поэтому параметры являются в общем случае дифференциальными. Их еще называют малосигнальными.
Малосигнальные параметры связаны соотношением
Параметры транзистора можно определить экспериментально, как показано на входной ВАХ.
Значение параметров зависит от точки ВАХ, в которой они определялись.
Для данного типа транзистора S = 2.2 [мА\В], μ = 12
В рабочем режиме в цепи затвора протекает ток обратносмещенного p-n-перехода, составляющий единицы наноампер.
Полевой транзистор имеет высокое входное сопротивление, что является одним из основных его достоинств.
В транзисторах этого типа затвор отделен от полупроводника (канала) слоем диэлектрика. Если используется двуокись кремния SiO2, то такие транзисторы обозначаются аббревиатурой
МОП-транзисторы.
Полевые транзисторы с изолированным затвором МДП - транзисторы делятся на два типа: - со встроенным каналом (обедненного типа),
- с индуцированным каналом (обогащенного типа).
Канал может быть n-типа или р-типа.
МДП- транзистор с встроенным каналом
У транзисторов данного типа канал формируется технологическим путем во время производства.
Транзистор может работать в двух режимах: - обеднения,- обогащения.
Встроенный канал Режим обеднения.
На затвор подается отрицательное напряжение по отношению к истоку.
Под действием электрического поля электроны выталкиваются из подзатворной области, канал обедняется носителями и ток стока уменьшается.
Режим обогащения. На затвор подается положительное напряжение по отношению к истоку.
Под действием электрического поля электроны втягиваются в подзатворную область, канал обогащается носителями и ток стока увеличивается.
В схемотехнике транзистор используется в качестве - усилителя гармонических сигналов, управляемого напряжением сопротивления, источника тока. В основном транзистор работает в режиме обеднения.
Транзистор может работать только в режиме обогащения
МДП – транзисторы с индуцированным каналом
Канал формируется во время работы транзистора
До некоторого порогового напряжения UПОР канал отсутствует и транзистор закрыт.
Режим обогащения. На затвор подается отрицательное напряжение по отношению к истоку.
Под действием электрического поля электроны выталкиваются из подзатворной области, канал обогащается носителями р-типа и образуется канал, начинает протекать ток стока.
МЕП – транзисторы (металл полупроводник)
В последнее время широкое распространение получили полевые транзисторы с управляющим
p-n-переходом.
Металлический затвор с полупроводником канала образует барьер Шоттки. Канал n-типа образуется обедненной областью барьера. Транзистор этого типа может работать как в режиме обеднения так и в режиме обогащения.
Ячейка памяти на основе МОП-транзистора
Используются транзисторы с индуцированным каналом. Предназначены для создания быстродействующей программируемой запоминающей ячейки флэш-памяти. Позволяет производить электрическую запись и стирание одного бита информации. Эти устройства являются энергонезависимыми. Информация не стирается при отключении питания.
При этом получится элемент памяти: если внутренний плавающий затвор не заряжен отрицательно, то, подавая на внешний управляющий затвор положительное напряжение, можно переводить МОП-транзистор в проводящее состояние создавая в основании инверсионный n-слой (записав в него тем самым логический 0).
При записи информации в ячейку памяти на затвор подается импульс напряжения.
В результате происходит пробой тонкого слоя изоляции. Электроны получают дополнительную энергию и туннельным эффектом переходят в плавающий затвор. Затвор заряжается отрицательно. Пороговое напряжение увеличивается.
При обращении к транзистору такой ячейки он будет восприниматься как выключенный (ток стока равен нулю). Это соответствует записи одного бита – логической единицы.
При создании интегральной схемы памяти МОП -транзисторы с плавающим затвором очень часто выполняются в едином технологическом цикле в паре с обычным МОП-транзистором с управляющим затвором.
В такой схеме транзистор VТ1 служит для считывания информации, записанной в транзистор с плавающим затвором VT2. Для этого с адресной шины подают на затвор транзистора VT1 импульс отрицательной полярности, переводящий его в проводящее состояние и разрешающий тем самым чтение записанной в транзисторе VТ2 информации, а сток при этом должен быть подключен к шине данных.
Эквивалентные схемы полевого транзистора Используются в основном две схемы:
Физическая эквивалентная схема, Схема в Y- параметрах. Наиболее универсальна физическая эквивалентная схема. Она учитывает переменную составляющую токов и напряжений.
Наиболее универсальна физическая эквивалентная схема.
Модели ПТ При проведении предварительного анализа электронной схемы используется упрощенная модель
Классификация и система обозначений
Классификация полевых транзисторов аналогична классификации биполярных транзисторов.
Второй элемент – класс прибора – П – полевой транзистор.
КП303Б – кремниевый, полевой транзистор, малой мощности (до 0,3Вт), с граничной частотой до 30 мГц, номер разработки 03, разновидность в сери – Б.
Условные обозначения незапираемых тринисторов с управлением по аноду (а), с управлением по катоду (б)