рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Полевые транзисторы

Полевые транзисторы - раздел Приборостроение, Элементная база электроники Полевым ТранзисторомНазывают Полупроводниковый Электропреобр...

Полевым транзисторомназывают полупроводниковый электропреобразовательный прибор, ток которого управляется электрическим полем и который предназначен для усиления электрической мощности.

В полевых, или униполярных транзисторах в отличие от биполярных ток определяется движением только основных носителей заряда одного типа – электронов или дырок.

Носители заряда перемещаются по каналу от электрода, называемого истоком (И) к электроду, называемому стоком (С). С помощью третьего электрода – затвора (З) создается поперечное направлению движения носителей заряда управляющее электрическое поле, позволяющее регулировать электрическую проводимость канала, а следовательно, и ток в канале.

Полевые транзисторы изготавливают из кремния и в зависимости от электропроводимости исходного материала подразделяют на транзисторы с p-каналом и n-каналом.

По типу управления током канала полевые транзисторы подразделяются на два вида: с управляющим p-n-переходом и с изолированным затвором. На рис. 1.15 приведены графические обозначения этих полевых транзисторов.

 

Рис. 1.15. Обозначения полевых транзисторов n и p типов проводимости: а, б – с управляющим p-n-переходом; в, г – с изолированным затвором, где С – сток, З – затвор, И – исток, П – подложка.  

 

 

Структура и схема включения полевого транзистора с n-каналом и управляющим p-n-переходом показаны на рис. 1.16.

 

 

         
Рис. 1.16. Структура-а и схема включения-б полевого транзистора с затвором в виде p-n-перехода и каналом n-типа: 1,2 – области канала Δ и p-n-переходов.  

В транзисторе с n-каналом основными носителями заряда в канале являются электроны, которые движутся вдоль канала 1 шириной Δ от истока с низким потенциалом к стоку с более высоким потенциалом, образуя ток стока IС. Между затвором и истоком приложено обратное напряжение, запирающее p-n-переход 2, образованный n-областью канала и p-областью затвора. Таким затвором, в полевом транзисторе с n-каналом полярности приложенных напряжений следующие: UСИ>0, UЗИ≤0. В транзисторе с p-каналом основными носителями заряда являются дырки, которые движутся в направлении снижения потенциала, поэтому полярности приложенных напряжений должны быть иными: UСИ<0, UЗИ≥0.

При изменении электрического потенциала на затворе меняется ширина p-n переходов 2, что приводит к изменению ширины Δ канала 1. Последнее меняет количество электронов (дырок), движущихся через сечение канала, и соответственно – ток стока IС.

ВАХ полевого транзистора приведены на рис. 1.17. Здесь зависимости тока стока IС от напряжения UСИ при постоянном напряжении на затворе UЗИ определяют выходные, или стоковые, характеристики полевого транзистора (см. рис. 1.17,а). На начальном участке характеристик, UСИ+|UЗИ|<UЗАП ток IС возрастает с увеличением UСИ. При повышении напряжения сток-исток до UСИ=UЗАП-|UЗИ| происходит перекрытие канала и дальнейший рост тока IС прекращается (участок насыщения). Отрицательное напряжение UЗИ между затвором и истоком приводит к меньшим значениям напряжения UСИ и тока IС, при которых происходит перекрытие канала. Область насыщения справа от пунктирной линии является рабочей областью выходных характеристик полевого транзистора.

Дальнейшее увеличение напряжения UСИ приводит к пробою

p-n-перехода между затвором и каналом и выводит транзистор из строя. По выходным характеристикам может быть построена передаточная характеристика IС=f(UЗИ) (рис.1.17,б). На участке насыщения она практически не зависит от напряжения UСИ. Входная характеристика полевого транзистора – зависимость тока утечки затвора IЗ от напряжения затвор – исток – обычно не используется, так как при UЗИ≤0 p-n-переход между затвором и каналом закрыт и ток затвора очень мал (IЗ=10-8÷10-9 А), поэтому во многих случаях им можно пренебречь.

Рис. 1.17. Выходные - а и передаточная - б вольт-амперные характеристики полевого транзистора

 

В настоящее время широкое распространение получили полевые транзисторы, в которых металлический затвор изолирован от полупроводника слоем диэлектрика. Такие транзисторы называют МДП-транзисторами (металл – диэлектрик – полупроводник) или МОП-транзисторами (металл – оксид – полупроводник). В последнем случае под оксидом понимают оксид кремния, который является высококачественным диэлектриком. Их входное сопротивление достигает 1015 Ом, т.е. ток затвора на несколько порядков ниже тока полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

ВАХ полевых транзисторов с изолированным затвором в основном аналогичны характеристикам полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом.

Основными параметрами полевых транзисторов являются крутизна характеристики передачи

и дифференциальное (внутренние) сопротивление стока (канала) на участке насыщения

В качестве предельно допустимых параметров нормируются: максимально допустимые напряжения UСИмакс и UЗИмакс; максимально допустимая мощность стока PСмакс; максимально допустимый ток стока IСмакс. Значения параметров полевых транзисторов приведены в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3. Значения параметров полевых транзисторов

Тип транзистора S,мА/В Ri,МОм UСИмакс,В   PСмакс,Вт IСмакс,мА IЗ
С управляющим p-n-переходом 1-20 0,1-0,5 5-100 0,1-10 10-1000 10-8- 10-9  
С изолированным затвором 0,5-50 0,1-0,5 5-1000 0,01-50 0,1-5000 10-10- 10-15

 

Межэлектродные емкости полевых транзисторов между затвором и стоком CЗС, а также затвором и истоки CЗИ, обычно не превышают 1÷20пФ.

Основными преимуществами полевых транзисторов являются:

1) высокое входное сопротивление;

2) малый уровень собственных шумов в измерительных схемах;

3) высокая плотность распространения элементов при изготовлении интегральных схем

К недостаткам полевых транзисторов следует отнести сравнительно большие межэлектродные емкости.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Элементная база электроники

Московский государственый университет приборостроения и информатики..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Полевые транзисторы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

В.В. Филинов, А. В. Филинова
    Электроника и основы измерений   Учебное пособие

УТВЕРЖДЕНО
Ученым советом МГУПИ в качестве учебного пособия предоставлено кафедрой электротехника и электроника ИС-7 МГУПИ, Зав.кафедрой д.т.н., проф. Шат

Полупроводниковые материалы
  Работа полупроводниковых приборов основана на использовании электрических свойств материалов, называемых полупроводниками. По электропроводности полупроводники занимают про

P-n-переход и его свойства
  В p-n-переходе концентрация основных носителей заряда в p- и n-областях могут быть равными или существенно различаться. В первом случае p-n-переход называется симметричным, во второ

Полупроводниковые диоды
Полупроводниковым диодомназывается прибор, который имеет два вывода (приставка "ди-" означает два) и содержит один p-n-переходов. Все полупроводниковые диоды можно раздел

Биполярные транзисторы
Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих между собой р-n-перехода. Технология изготовления биполярных транзисторов может быть разл

Тиристоры.
Тиристоры– это полупроводниковые приборы с тремя или более p-n-переходами, которые имеют два устойчивых состояния и применяются как мощные электродные ключи. Тиристоры име

Интегральные схемы.
Микроэлектроника –это направление электроники, позволяющее с помощью комплекса технологических, конструктивных и схемотехнических средств создавать малогабаритные, высоконадежные и

Система обозначений полупроводниковых приборов и интегральных микросхем
Современные отечественные полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы обозначают кодом, состоящим из букв русского алфавита и цифр. Первый элемент обозначения полупроводник

Параметры и характеристики усилителей
Основным параметром усилительного устройства является его коэффициент усиления. В соответствии с разделением усилителей на усилители напряжения, тока и мощности различают:

Принцип работы усилителя
Усилительные устройства предназначены для усиления переменных сигналов и, в частности, синусоидальных сигналов, подаваемых на вход усилителя. Наличие одного только усилительного элемента (

Усилители напряжения с общим эмиттером
(Усилительный каскад с коллекторной нагрузкой)

Эмиттерный повторитель
Малое Rвх и высокое Rвых сопротивления является недостатком УОЭ, не позволяющим к его входу подключать высокоомных источник входного сигнала и низкоомное нагрузочное устройств

Усилительный каскад на полевом транзисторе
Большое распространение получили усилительные каскады на полевых транзисторах, так как они обладают значительно большим входным сопротивлением по сравнению с усилительными каск

Истоковый повторитель
Усилительный каскад, аналогичный эмиттерному повторителю может быть построен на полевом транзисторе, называется каскад истоковым повторителем. Схема его приведена на рис.2.11.

Усилители мощности
Рассмотренные ранее усилительные каскады обеспечивают получение на выходе сигналов, мощность которых значительно выше мощности входных сигналов, однако, основным показателем работы этих каскадов яв

Многокаскадные усилители
  Рассмотренные выше однокаскадные усилители имеют, как правило, коэффициент усиления порядка нескольких десятков или сотен единиц. Однако, в реальных устройствах промышленной электро

Усилитель постоянного тока
  Для многих практических задач необходимо усиливать медленно изменяющиеся во времени электрические сигналы, являющиеся сигналами низкой частоты (в автоматике, системах управления и с

Обратные связи в усилителях
Конструирование различных электронных устройств на основе ОУ производится с использованием обратных связей. Обратной связью (ОС) называется передача части энергии выходного сигнала

Операционный усилитель
Операционный усилитель с отрицательной обратной связью наиболее часто применяется на практике (см. рис.2.21). Отрицательный характер ОС обусловлен подачей U1 на инвертирующий вход ОУ, та

Избирательный усилитель
  Рассмотренные выше схемы усилителей предназначены для усиления входных сигналов в широкой полосе частот.

Генераторы электрических сигналов
Генераторы гармонических сигналов предназначены для преобразования энергии источника питания в энергию электрического сигнала синусоидальной формы требуемой частоты и мощности. На

Источники питания электронных устройств
  Для работы различных электрических устройств необходимы источники электрической энергии (источники питания) постоянного напряжения. Преобразование переменного напря

Однополупериодный выпрямитель
Схема и временные диаграммынапряжений и токов однополупериодного выпрямителя приведены на рис.2.31. схема содержит Тр, в цепь вторичной обмотки которого включены последовательно, диод Д и сопротивл

Сглаживающие фильтры
Выпрямленное напряжение имеет пульсирующий характер и его нельзя непосредственно использовать для питания электронных устройств. Поэтому для уменьшения коэффициента пульсаций на входе выпрямителя п

Внешняя характеристика выпрямителя
  Внешней характеристикой выпрямителя называют зависимость напряжения на нагрузочном устройстве от тока в нем UН = ƒ(IН). Наличие такой зав

Стабилизаторы напряжения
Уменьшение напряжения нагрузки UН при изменении потребляемого тока IН (рис.2.35) или из-за изменения температуры является нежелательным явлением, т.к. снижают надежность работ

Амплитудой импульса А;
длительностью импульса tи обычно определяемой на уровне 0,1 А; длительностью фронта импульса tф – временем нарастания импульса от 0,

Электронные ключи и простейшие формирователи импульсов
  В состав многих импульсных устройств входят электронные ключи. Основу любого электронного ключа составляет активный элемент (полупроводниковый диод, транзистор, операционный

Импулсьный режим работы операционных усилителей
  Интегральные операционные усилители (ОУ) находят широкое применение в импульсной технике. Передаточная характеристика ОУ имеет вид рис.3.15, соответствующий передаточной характерист

Логические элементы. Серии цифровых интегральных схем
  К цифровым интегральным микросхемам относятся устройства, с помощью которых преобразуются и обрабатываются сигналы, выраженные в двоичном или другом цифровом

Триггеры
  Одно из наиболее распространённых импульсных устройств, относящимся к базовым элементам цифровой техники, — триггер (от англ. trigger — спусковой крючок). Триггером

Счетчики импульсов
  Подсчёт числа импульсов является наиболее распространённоё операцией в устройствах цифровой обработки информации. Повышенный интерес к таким устройствам объясняется их высокой точно

Регистры, дешифраторы, мультиплексоры
Регистромназывают устройство, предназначенное для записи и хранения дискретного «слова» – двоичного числа или другой кодовой комбинации. Регистр – один из основных элемент

Преобразователи (ЦАП и АЦП)
  Поскольку информация на входах цифровых устройств обычно представляется в двоичном коде, а большинство исполнительных механизмов для автоматизированного управления технологическими

Основные сведения о микропроцессорах
  История развития современных средств вычислительной техники насчитывает около 50 лет, однако, за этот период уже сменилось четыре поколения ЭВМ, существенно отличающихся друг от дру

Характеристики измерительных приборов
Основными являются диапазон измерений, чувствительность, порог чувствительности, потребляемая мощность, погрешности. Диапазон измерений– область значений измеряемой величи

Системы электроизмерительных приборов
В приборах магнитоэлектрической системевращающий момент создается в результате взаимодействия постоянного магнита с проводником с током. Подвижной частью может быть рамка с током и

Условные обозначения на шкале приборов
При практическом применении приборов необходимо определить их пригодность к предстоящему измерению той или иной величины. Данные о приборе в виде условных обозначений указываются на их шкалах и при

Метод построения амперметров и вольтметров непосредственной оценки
  Магнитоэлектрический, электромагнитный, электродинамический измерительные механизмы можно применять для измерения тока (амперметр) и напряжения (вольтметр). При изменении т

Электронные приборы непосредственной оценки
Большое распространение, наряду с вышенаписанным, получили электронные приборы для измерения тока и напряжения. Рассмотрим основные принципы построения электронных вольтметров.  

Измерение мощности в цепях постоянного тока и активной мощности в цепях переменного тока
Измерение мощности в цепях постоянного токавозможно косвенным методом при помощи амперметра и вольтметра, так как

Методы построения приборов сравнения (компенсации)
  В большой группе измерительных приборов реализуется метод сравнения измеряемой вели­чины с ее мерой (мерой называется образец, представляю­щий собой техническое средство, служащее д

Измерение параметров электрических цепей
Основными параметрами элек­трических цепей являются: для цепи постоянного тока со­противление R, для цепи переменного тока активное сопро­тивление

Измерения электрических величин цифровыми приборами
Цифровыми измерительными приборами (ЦИП) называются приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измерительной информации, т. е. показания которых представлены в цифро­

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги