Полевые транзисторы с управляющим - переходом

, Структура полевого транзистора с управляющим - переходом, показанная на рисунке 3.1, состоит из канала (в данном случае, - типа), окруженного сильно легированным полупроводником - типа, который является затвором.

Рисунок 3.1 - Структура полевого транзистора с управляющим pn- переходом

От канала сделаны два вывода: исток и сток. Электронно-дырочный переход между затвором и каналом несимметричный и поэтому расположен, в основном, в зоне канала. Принцип действия транзистора заключается в управлении проводимостью канала, за счет изменения его проводящего сечения. Полярность напряжения, подводимого к затвору , выбирается так, чтобы - переход между каналом и затвором был смещен в обратном направлении. Это приводит к увеличению ширины - перехода, в основном, за счет высокоомного слоя, таким образом, проводящее сечение канала уменьшится.

Рисунок 3.2 - Выходная (а) и управляющая (b) характеристики полевого транзистора с управляющим - переходом

Свойства полевого транзистора отображаются семействами выходной и управляющей характеристик, которые имеют следующий вид, показанный на рисунке 3.2.

Рассмотрим выходную характеристику, при . Начальный участок носит линейный характер, по мере роста канал постепенно сужается и приобретает коническую форму за счет падения напряжения на канале, что ведет к замедлению роста тока. При некотором значении напряжения ток достигает тока насыщения, и дальнейшее увеличение тока не происходит, т.к. одновременно с ростом напряжения происходит увеличение сопротивления канала. Если к затвору относительно истока приложить отрицательное напряжение (с учетом знака), то эффект насыщения наступит при меньшем значении напряжения . На характеристиках выделяют область I, где характеристика имеет крутой спад. В этой области транзистор ведет себя как регулируемый резистор. Правее, в области II, ток стока мало зависит от напряжения , транзистор является регулируемым источником тока.

Рассмотрим управляющую характеристику при . Обычно, эта характеристика соответствует режиму насыщения, в котором ток мало зависит от напряжения . Физически изменение тока при изменении напряжения обусловлено изменением сечения канала, чем больше отрицательное напряжение, тем тоньше канал, меньше его проводимость и, соответственно, ток. При некотором напряжении ток , следовательно, весь канал будет занят непроводящим слоем, - переходом.

Управляющая и выходные характеристики взаимосвязаны. Располагая семейством выходных характеристик, легко построить управляющую характеристику путем переноса соответствующих точек из одной системы координат в другую, как это показано на рисунке 3.2.