Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx

р-п переходом по схеме ОИОтношение изменения тока стока , к вызвавшему его изменению напряжения между затвором и стоком вUзи приUси=const называют крутизной:S = IC/ Uзи .Зная крутизну можно определить коэффициент усиления по напряжению:Ки = Uвыx/ Uex = SRCПриведенные на рис. 68 характеристики могут быть получены при включении полевого транзистора по схеме на рис. 69.Рис. 69. Схема для снятия входных и выходных характеристик полевого транзистора с р-п переходомСхема на рис. 69 предназначена для полевых транзисторов с каналом п -типа. Для транзисторов с каналом р -типа необходимо поменять полярность источников питания на обратную.

5. Устройство полевого транзистора с изолированным затвором, его характеристики и схемы включения

Полевые транзисторы с изолированным затвором или МДП-типа («металл - диэлектрик - проводник») изготавливаются в двух вариантах: со встроенным или индуцированным каналом.Рассмотрим МДП-транзистор со встроенным каналом, который имеет структуру, показанную в разрезе на рис. 70. У поверхности полупроводника - подложки с проводимостью р-типа созданы две области с проводимостью n-типа и тонкая перемычка между ними, называемая каналом.

---

Области n-типа имеют выводы во внешнюю цепь: с - сток, и - исток.Полупроводниковый кристалл n-типа покрыт окисной пленкой диэлектрика, на которой расположен металлический затвор з. Таким образом, затвор электрически изолирован от цепи сток - исток.Рассмотрим принцип действия транзистора. При подаче напряжения Ucu и отсутствии управляющего напряжения (Uзи = 0) через канал между п- областями протекает некоторый ток I_С. Величина этого тока опреде­ляется не только напряжением U_си, но и состоянием р-n перехода между подложкой и каналом в области стока, который смещается в обратном направлении. При обратном смещении р-п переход расширяется и сужается канал, проводящий ток. Величина I_С принимает определенное значение.При приложении положительного напряжения к затвору электрическое поле притягивает электроны из подложки, они скаплива­ются в области канала, сопротивление канала уменьшается и ток растет.При отрицательном напряжении на затворе электрическое поле выталкивает электроны из канала в подложку, сопротивление канала увеличивается и ток Ic уменьшается. Таким образом, при изменении управляющего напряжения U_зи изменяется выходной ток I_С.Поскольку затвор изолирован от остальной цепи, чрезвычайно малый ток затвора Iз вызывается только утечкой по изоляции. При работе с таким транзистором надо предпринимать особые меры защиты от статического электричества. Например, при пайке все выводы необходимо закоротить.Пример выходных характеристик МДП-транзистора со встроенным каналом показан на рис. 71. Другим типом МДП-транзисторов являются транзисторы с индуцированным каналом. При изготовлении этих приборов специаль­ный канал между областями, связанными со стоком и исток, не создается и при U_3U= 0 выходной ток отсутствует. Проводящий канал форми­руется, когда поле затвора притягивает носители соответствующего знака из подложки.

---

На рис. 72 показаны пример включения МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа и его входная и выходная характеристики.Высокое входное сопротивление полевых транзисторов является их безусловным достоинством. Удается создавать на их основе целый ряд устройств, реализация которых на биполярных транзисторах была бы невозможна.


Рис. 72. Входная и выходная характеристики и схема включения МДП транзистора с индуцированным каналом
В качестве простого примера устройства с полевым транзистором приведем реле времени на основе разряда конденсатора (рис.73). Реле времени работает следующим образом. В исходном состоянии напряжение на конденсаторе равно нулю, и оба транзистора закрыты. При кратковременном нажатии на кнопкуS конденсатор заряжается. При этом открываются оба транзистора, и срабатывает реле. После размыка­ния кнопки конденсатор начинает разряжаться через резисторR2 и входное сопротивление полевого транзистора. Когда конденсатор, разря­дится, то закроется первый, а следом, и второй транзисторы. Контакты реле разомкнутся.

6. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

---

Установка режимов работы транзисторов

Перед тем, как подавать на вход транзисторного усилителя переменный сигнал, подлежащий усилению, необходимо установить начальный режим работы (режим по постоянному току или режим покоя).Для определенности обратимся к режиму работы А и схеме включения транзистора ОЭ.Начальный режим работы характеризуется положением начальной рабочей точки с координатами U_кэо и I_ко. Для установки начального режима традиционно используют три схемы:

• 
  с фиксированным током базы;
  
• 
  с коллекторной стабилизацией;
  
• 
  с эмиттерной стабилизацией.
  

Схема с фиксированным током базы показана на рис. 82.В соответствии со вторым законом КирхгофаIKRK +Uкэ =Е. Откуда Iк = –Uкэ/Rк + E/Rк, что соответствует уравнению прямой линии (линии нагрузки) на выходной характеристике.Ток базы найдем из уравненияI6R6 +ибэ = Е . Учитывая, что Uбэ << Ек, можно записатьIбE/Rб.Таким образом, в этой схемеIб задается величинами Е иR6 (ток «фиксирован»), при этом I_К = _cmI₆.


Рис. 82. Схема с фиксированным током базы

---

Недостатком этой схемы является невысокая стабильность положения рабочей точки при воздействии дестабилизирующих факторов, например, температуры.Схема с коллекторной стабилизацией соответствует рис. 77.В схеме имеет место ООС по напряжению (выход схемы - коллектор соединен со входом схемы - базой транзистора).Если по каким-либо причинам (например, из-за повышения температуры) ток коллектора начал увеличиваться, то это приведет к уменьшению напряжения U_кэ и соответственно к уменьшению тока базы. Это будет препятствовать увеличению тока I_К, то есть будет осуществляться стабилизация тока коллектора.Схема с эмиттерной стабилизацией соответствует рис. 79.В схеме имеет место ООС по току (через резистор в цепи эмиттера Rэ =RT протекает как входной, так и выходной ток).Напряжение на базе транзистора фиксировано делителем на резисторах R1 иR2. Если изменяется, например, увеличивается ток коллектора, то это приводит к возрастанию падения напряжения на резисторе Rэ, что в свою очередь приводит к уменьшению напряжения на переходе база - эмиттер и к уменьшению тока базы. А это влечет уменьшение тока коллектора, что обеспечивает его стабилизацию.Л иния нагрузки на постоянном токе при Iэ  I_К описывается выражением Приведем ориентировочный расчет величинRэ, R1 иR2.Напряжение U_Rэ выбирают из соотношенияU_Rэ = (0,1/0,2)Е.Затем, учитывая, что Iэ  I_К, определяют Rэ : Rэ = U_Rэ/I_коОпределяют ток базы Iб = Iко/ ст.Ток делителя напряжения на резисторах R1 и

---