Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

с изолированным затвором (МДП -транзисторы). По типу электропроводности полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с каналами "p" и "n" типов.

Транзистор с управляющим p-n переходом представляет собой пластину из полупроводникового материала, имеющего электропроводность определенного типа, от концов которого сделаны два вывода- исток и сток. Вдоль пластины сделан p-n-переход, от которого сделан третий вывод- затвор.

Если к электродам подключить напряжение питания, то между стоком и истоком будет протекать ток. Сопротивление канала, а, следовательно, и ток, проходящий через канал зависят от напряжения на затворе. Напряжение на затворе, при котором ток истока минимален, называется напряжением отсечки Uзи.отс. Если на затвор подать переменный сигнал, то ток стока Iс также будет изменяться по тому же закону.

Статические характеристики транзистора с управляющим p-n-переходом приведены на рис. 26.

а) б)

Рис.26. Входная (а) и выходная б характеристики полевого транзистора управляющим p-n-переходом.

Максимальный ток стока Jс будет при нулевом напряжении на затворе. При уменьшении напряжения на затворе ток стока уменьшается и при Uзи=Uзи.отс. Jс≈0.

Полевые транзисторы характеризуются следующими параметрами:

26

МДП -транзисторы делятся на транзисторы с встроенным каналом и на транзисторы с индуцированным каналом. Транзисторы имеют четвертый электрод, называемый подложкой, который выполняет вспомогательную роль. МДП -транзисторы могут быть с каналами n или p-типа.

На рис. 27 приведена конструкция МДП –транзистора со встроенным каналом.

В МДП –транзисторах токопроводящий канал создается технологическим путем в виде тонкого слаболегированного полупроводникового слоя. Поэтому при Uзи=0 канал существует.

МДП –транзисторы с индуцированным каналом отличаются тем, что проводящий канал здесь не создается, а образуется (индуцируется) благодаря

притоку электронов из полупроводниковой пластины при приложении к затвору напряжения положительной (отрицательной) полярности относительно истока. За

счет притока электронов в приповерхностном слое возникает токопроводящий канал, соединяющий области стока и истока. При изменении напряжения на

Рис.28. Конструкция(а), условные обозначения(б), входная(в) и выходная(с) характеристики МДП – транзистора с индуцированным каналом.

28

затворе изменяется сопротивление канала. На рис. 28 приведена конструкция и статические характеристики МДП –транзистора с индуцированным каналом.

Особенностью данного транзистора является то, что управляющий сигнал Uзи совпадает по полярности с напряжением Uси .

Полевые транзисторы, так же как и биполярные, могут быть включены в цепь по схеме с общим затвором (ОЗ), с общим истоком (ОИ) и с общим стоком

(ОС).

Отличительным свойством полевых транзисторов является то, что управляющим сигналом является не ток, а напряжение. Это делает их похожими на лампы.

Полевые транзисторы успешно применяются в различных усилительных и переключающих устройствах, они часто используются в сочетании с биполярными транзисторами. На базе полевых транзисторов построены многие интегральные микросхемы.

Полевые транзисторы обозначаются аналогично биполярным, только вторым элементом является буква П, например КП306А – кремневый полевой транзистор, малой мощности, высокочастотный, номер разработки 06 группа А. Необходимая информация по транзисторам приводится в справочной литературе.

2.4 Полупроводниковые резисторы.

Полупроводниковые резисторы нашли широкое применение в электронных приборах. К ним относятся терморезисторы, магниторезисторы, варисторы, фоторезисторы. Принцип действия таких приборов основан на изменении свойств полупроводниковых материалов при воздействии на них температуры, магнитного и электрического полей, электромагнитного излучения.

Полупроводниковый терморезистор представляет собой прибор,

сопротивление которого изменяется при изменении температуры. Зависимость сопротивления от температуры имеет вид:

RT=A exp (B/T),

где А, В – постоянные, определяемые свойствами полупроводникового материала и конструкцией терморезистора, Т-температура.

С увеличением температуры сопротивление терморезистора уменьшается.

Температурный коэффициент сопротивления терморезистора лежит в пределах от 2 до 8,5% на градус.

Недостатком полупроводниковых терморезисторов является нелинейная зависимость сопротивления от температуры и значительный разброс параметров. Терморезисторы могут быть выполнены в виде цилиндрических стержней, дисков, бусинок, плоских прямоугольников. Для защиты от внешней среды их покрывают лаками и эмалями.

29

Часто используют терморезисторы типа ММТ (медно-марганцевые) и КМТ (кобальто-марганцевые).

Терморезисторы применяются в качестве первичных преобразователей температуры для контроля и регулирования температуры, а также в схемах температурной компенсации.

Магниторезисторы представляют собой полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от воздействия на него магнитного поля. Магниторезисторы позволяют обеспечить хорошую гальваническую развязку. Для формирования магнитного поля можно использовать постоянный магнит или электромагнит.

Зависимость сопротивления магниторезистора от величины магнитного поля нелинейна. С увеличением величины магнитного поля сопротивление возрастает.

Основными параметрами магниторезистора являются:

—номинальное сопротивление при отсутствии магнитного поля,

—мощность рассеивания,

—ТКR,

—зависимость RB= f (H).

При увеличении магнитной индукции от 0 до 1Тл сопротивление магниторезистора увеличивается в 10÷15 раз.

Магниторезисторы нашли применение в коммутационной технике: бесконтактных выключателях, реле, контактах управления.

Варисторы представляют собой полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Зависимость сопротивления от напряжения нелинейная и имеет вид (рис.30). Сопротивление RВ уменьшается при увеличении приложенного напряжения. Варисторы применяются для защиты от перенапряжений, защиты от помех, для искрогашения в электрических машинах. Они ограничивают возникающее напряжение, особенно при коммутации индуктивной или емкостной нагрузки и тем самым позволяют значительно повысить срок службы контактов реле и т.д.

30