5. Полевые транзисторы

Полевыми транзисторами называются полупроводниковые элементы, которые в отличие от обычных биполярных транзисторов управляются электрическим полем, т. е. практически без затраты мощности управляющего сигнала.

5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ

Различают шесть различных типов полевых транзисторов Их условные обозначения в электрических схемах представлены на рис. 5.1. Управляющим электродом транзистора является затвор

Рис. 5.1. Схемные обозначения полевых транзисторов.

Он позволяет управлять величиной сопротивления между стоком D и истоком Управляющим напряжением является напряжение Большинство полевых транзисторов являются симметричными, т. е. их свойства не изменяются, если электроды поменять местами. В транзисторах с управляющим переходом затвор отделен от канала DS n-p - или p-n-переходом. При правильной полярности напряжения диод, образуемый переходом затвор—канал, запирается и изолирует затвор от канала; при противоположной полярности он отпирается. У полевых транзисторов с изолированным затвором, или МОП-транзисторов, затвор отделен от канала тонким слоем При таком исполнении транзистора ток через затвор не будет протекать при любой полярности напряжения на затворе. Реальные токи затворов полевых транзисторов с управляющим переходом составляют от до а для МОП-транзисторов они в среднем меньше в раз. Входные сопротивления для транзисторов с управляющим переходом составляют от до 1013 Ом, а для МОП-транзисторов - от 103 до 1015 Ом.

Аналогично делению биполярных транзисторов на p-n-р- и n-p-n-транзисторы полевые транзисторы делятся на р-канальные и n-канальные. У n-канальных полевых транзисторов ток канала становится тем меньше, чем сильнее падает потенциал затвора. У -канальных полевых транзисторов наблюдается обратное явление. Ниже в основном будут рассматриваться n-канальные транзисторы, а -канальные — лишь в тех случаях, когда на это будут особые причины. Замена -канальных транзисторов на р-канальные возможна, если поменять знак напряжения питания, а также соответственно изменить полярность включения используемых в схеме диодов и электролитических конденсаторов.

Через полевые транзисторы с управляющим переходом при напряжении протекает наибольший ток стока. Такие транзисторы называют нормально открытыми. Аналогичные свойства имеют МОП-транзисторы обедненного типа Наоборот, МОП-транзисторы обогащенного типа запираются при величинах близких к нулю. Их называют нормально закрытыми. Ток стока протекает через n-канальные МОП-транзисторы обогащенного типа тогда, когда превышает некоторое положительное значение. Существуют также МОП-транзисторы, промежуточные между транзисторами обедненного и обогащенного типа, в том числе и такие, через

которые при протекает некоторый средний ток канала.

У n-канальных полевых транзисторов к выводу истока необходимо приложить более отрицательный потенциал, чем к выводу стока. В симметричном -канальном транзисторе любой из выводов канала, к которому подведен более низкий потенциал, может служить в качестве вывода истока.

В МОП-транзисторах часто делают четвертый вывод от так называемой подложки. Этот электрод, как и затвор, также может выполнять управляющие функции, но он отделен от канала только р-n-переходом. Управляющие свойства подложки обычно не используют, а ее вывод соединяют с выводом истока. Если же требуется два управляющих электрода, то используют так называемые МОП-тетроды или двухзатворные МОП-транзисторы, имеющие два равноценных затвора.