Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом

Конструкция

Рассмотрим транзистор с управляющим p-n-переходом, n-канальный. Конструктивно такой транзистор представляет собой пластинку полупроводника n-типа с двумя p-n-переходами и тремя выводами (рисунок 1.40). Электрод, от которого начинают движение носители заряда, называется истоком (И), а электрод, к которому они движутся – стоком (С).

Рисунок 1.40 – Конструкция транзистора с управляющим p-n-переходом

Оба p-слоя электрически связаны между собой и имеют общий электрод, называемый затвором (З). Между p-n-переходами располагается канал, в данном случае n- типа. Управляющее (или входное) напряжение подается между З и И. U_зи является обратным для обоих p-n-переходов. В выходную цепь, в которую входит канал транзистора, подключается напряжение U_cи «+» полюсом к стоку.

Принцип работы

Принцип работы сводится к тому, что при изменении U_зи изменяется ширина p-n-переходов, которые представляют собой участки полупроводника, обедненные носителями заряда. Т.к. p-слой имеет большую концентрацию примесей, чем n-слой, то изменение ширины переходов происходит в основном за счет более высокоомного n-слоя (эффект модуляции ширины базы). Тем самым изменяется сечение токопроводящего канала и его проводимость, т. е. выходной ток I_c (рисунок 1.41).

Особенностью полевого транзистора является то, что на проводимость канала оказывает влияние как управляющее напряжение U_зи, так и напряжение U_cи.

При U_cи > 0 через канал протекает I_c, в результате чего создается падение напряжения, возрастающее в направлении стока. Потенциалы точек канала n-типа будут неодинаковы по его длине, возрастая в направлении стока от 0 до U_cи. Повышение U_cи вызывает дальнейшее увеличение падения напряжения в канале и уменьшение его сечения, т. е. проводимости. При некотором U_си происходит смыкание границ p-n-переходов и сопротивление канала становится высоким.