Файл: MU_po_LR_SE.pdf

6 

сторы делятся на транзисторы типа n-р-n и р-n-р. 

Полевые транзисторы (ПТ) делятся по принципу действия на ПТ с за-

твором в виде р-n-перехода и на ПТ с изолированным затвором (ПТИЗ). По-
следние  по  их  структуре  называют  также  МОП-транзисторами  (металл  -
окисел  -полупроводник)  или  МДП-транзисторами  (металл  -  диэлектрик  -
полупроводник). 

Электрод, из которого выходят основные носители, называется исто-

ком.  Электрод,  куда  приходят  основные  носители,  называется  стоком.  От 
истока к стоку носители движутся по каналу. Электрод, регулирующий ши-
рину канала, называется затвором. 

МОП-транзисторы могут быть выполнены с встроенным и с индуци-

рованным  каналом.  МОП-транзисторы  с  встроенным  каналом  при  отсут-
ствии  управляющего  сигнала  открыты  (нормально  открыты).  МОП-
транзисторы  с  индуцированным  каналом  при  отсутствии  управляющего 
сигнала закрыты (нормально закрыты). 

Из полевых транзисторов МОП-транзисторы с индуцированным кана-

лом получили наибольшее применение в преобразовательной технике. 

В зависимости от типа полупроводника, из которого выполнен канал, 

ПТ делятся на ПТ с каналом n-типа и ПТ с каналом р-типа. 

7 

Рисунок 1 - Классификация основных типов транзисторов (к — коллектор; э — эмиттер; б — 

база; с — сток; и — исток; з — затвор; п — подложка) 

8 

Биполярные  транзисторы  с  изолирован-

ным  затвором  (БТИЗ)  или,  как  они  сокращенно 
называются  по-английски  IGBT,  представляют 
собой гибрид биполярного транзистора и ПТИЗ, 
сочетающий  их  лучшие  свойства.  БТИЗ  —  это 
сложная  многослойная  структура  и  процессы  в 
ней весьма сложны. Поэтому на рис. 2 приведена 
очень упрощенная схема замещения. При подаче 
на  затвор  З  напряжения,  положительного 
относительно  точки  Э,  ПТИЗ  открывается  и 
начинает  проходить  ток  от  точки  К  через 
эмиттерно-базовый 

переход 

биполярного 

транзистора  и  открытый  ПТИЗ  к  точке  Э.  При 
этом открывается биполярный транзистор, через 
который  проходит  ток  от  точки  К  к  точке  Э.  Буквами  Э,  К,  З  обозначены 
эмиттер,  коллектор  и  затвор  БТИЗ.  БТИЗ  могут  работать  только  в  ключевом 
режиме.  БТИЗ  в  настоящее  время  получили  наибольшее  распространение  в 
устройствах силовой электроники при мощностях от сотен Вт до тысячи кВт. 

2. Основные статические характеристики транзисторов 

          На  рис.  3  а  приведено  семейство  выходных  ВАХ  I 

к

  =  f  (

    = 

const для схемы с общим эмиттером. Характеристика при   = -

соответству-

ет  подаче  на  базу  запирающего  напряжения.  Нанесена  разрешенная  область 
работы  транзистора,  ограниченная  допустимым  напряжением,  допустимым 
током и кривой допустимой мощности.  

Выходные  характеристики  ПТИЗ  похожи  на  характеристики  биполяр-

ных (см. рисунок 3). Но вместо тока базы у них параметром является напря-
жение на затворе и

з

, а вместо тока коллектора 1

к

 и напряжения на коллекторе 

и

к

 — ток стока I

c

 и напряжение на стоке U

c

 (см. рис. 4 а). 

Выходные  характеристики  БТИЗ  (рис.  5)  похожи  на  характеристики 

ПТИЗ  (рис.  4),  но  на  участке  насыщения  они  идут  значительно  круче.  Это 
обуславливает  значительно  меньшее  падение  напряжения  в  ключевом  режи-
ме. Передаточные характеристики аналогичны. 

Рисунок 2 – Упрощенная 
схема замещения БТИЗ 

9 

Рисунок 3 – Выходные характеристики (а) и характеристики прямой 

передачи по току (б) в схеме ОЭ 

Рисунок 4- Выходные (а) и передаточные (б) характеристики ПТИЗ с 

индуцированным каналом для схемы с ОИ 

 
В ключевом режиме рабочая точка может находиться только в двух 

положениях — в точке отсечки О и в точке насыщения Н (рисунок 6) 

10 

Рисунок 5 – Выходные (а) и передаточные (б) характеристики БТИЗ 

(выходные характеристики приведены для области насыщения) 

  
    В точке отсечки транзистор заперт, 

и через него проходит очень маленький ток 
1

к0

.  Поэтому,  несмотря  на  значительное 

напряжение,  мощность,  выделяемая  в 
транзисторе  в  состоянии  отсечки,  очень 
мала.  Если  на  базу  подан  ток,  обес-
печивающий  насыщение,  то  падение 
напряжения  и

кн

  на  транзисторе  мало. 

Поэтому  даже  при  существенном  токе  1

кн

потери в точке насыщения невелики. И те и 
другие потери существенно меньше, чем в 
точке 

Р 

в 

линейном 

режиме. 

Следовательно, 

ключевой 

режим 

энергетически  значительно  более  выгоден, 
чем линейный.  

 
На рис.  7 приведены схемы, обеспечивающие работу транзисторов раз-

ных типов в ключевом режиме. 

Рисунок 6 - Рабочие точки в 

ключевом режиме