Данное пособие подойдёт для студентов первых курсов, обучающихся по направлению "Электроника" и смежных с ним специальностей, а также для начинающих радиолюбителей и схемотехников.
В пособии будет представлена необходимая базовая теория и практические задачи для её закрепления.
Ссылки на полное оглавление пособия, на предыдущую и следующую главы.
Приятного чтения!
Как уже было сказано выше, первое и главное отличие этих двух видов транзисторов в том, что вторые управляются с помощью изменения тока, а первые — напряжения. И из этого следуют прочие преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными:
· высокое входное сопротивление по постоянному току и на высокой частоте, отсюда и малые потери на управление;
· высокое быстродействие (благодаря отсутствию накопления и рассасывания неосновных носителей);
· поскольку усилительные свойства полевых транзисторов обусловлены переносом основных носителей заряда, их верхняя граница эффективного усиления выше, чем у биполярных (много больше крутизна характеристик при равных токах стока у полевого и коллектора у биполярного транзисторов);
· высокая температурная стабильность;
· малый уровень шумов, так как в полевых транзисторах не используется явление инжекции неосновных носителей заряда, которое и делает биполярные транзисторы «шумными»;
· малое потребление мощности.
Однако, у полевых транзисторов имеются и недостатки:
• чувствительность к статическому электричеству;
• структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре, чем структура биполярных (150С и 200С соответственно);
• При работе на высоких частотах полевые транзисторы потребляют больше энергии (наблюдается рост по экспоненте). Поэтому скорость процессоров перестала так стремительно увеличиваться и производители переключились на стратегию «многоядерности»;
• При изготовлении мощных полевых транзисторов возникает «паразитный» биполярный транзистор;
• В качестве носителей заряда выступают только электроны или только дырки в то время как в работе биполярного транзистора участвуют одновременно два типа носителей заряда – электроны и дырки;
• Низкий коэффициент усиления по напряжению;
Где применяются полевые транзисторы? Практически везде: цифровые и аналоговые интегральные схемы, логические устройства, энергосберегающие схемы, флеш-память и т.д. Проще говоря, полевые транзисторы используются как в качестве усилителей входного сигнала в различных приборах и устройствах, так и в качестве ключа в логической схеме, позволяющей управлять выходным сигналом этой схемы.