Как мы и договаривались, в этой части мы поговорим о полевых транзисторах и выясним, на каком принципе они работают, какие имеют особенности и чем отличаются от биполярных.
Полевой транзистор
В биполярном транзисторе, как мы выяснили в предыдущей части, управление рабочим, коллекторным током осуществляется током входной, базовой цепи. В полевом же приборе это управление производится не током, а напряжением.
На заметку. Фактически управление рабочим током в полевом транзисторе производится электрическим полем. Отсюда и название – полевой. Но поскольку электрическое поле создается подачей напряжения на управляющий электрод (в полевом транзисторе он называется «затвор»), удобнее считать, что управление производится напряжением.
Устройство
Полевой транзистор представляет собой пластинку из кристалла полупроводника n структуры, в котором создана тонкая область с электропроводностью типа p. Пластинку и электрод, к ней подключенный, называют затвором, а тонкую p-область – каналом. Канал с одной стороны заканчивается электродом, получившим название исток, а с другой электродом с названием сток.
Концентрация дырок в канале неравномерна. Со стороны стока их больше. Это достигается большим количеством присадок в соответствующую область канала.
Принцип работы
Если к истоку и стоку подключить источник напряжения – плюс на исток, минус на сток, - то через канал за счет движения дырок потечет ток (дырочная проводимость). Сила тока будет зависеть от величины приложенного напряжения. А теперь добавим еще один источник питания, подключив его между затвором и истоком так, как показано на рисунке ниже.
Поскольку напряжение источника G, приложенное к n-p переходу затвор-исток, обратное, тока в цепи затвор-исток не будет (вспомним принцип работы полупроводникового диода). Но произойдет кое-что более интересное. Под действием приложенного напряжения обедненная область n-p перехода расширится (показано штриховыми линиями). За счет этого сечение активного канала уменьшится, его сопротивление увеличится, что в свою очередь приведет к уменьшению тока исток-сток. Чем выше напряжение на затворе, тем уже канал и тем меньше через него ток.
Отличия от биполярного
Ну первое и очевидное отличие – биполярный транзистор при отсутствии управляющего напряжения закрыт, а полевой напротив, открыт. Второе и очень важное – «полевик» управляется напряжением. В отличие от биполярного, тока по цепи затвор-исток практически нет, поскольку n-p переход закрыт, то есть обладает высоким сопротивлением. Что это дает? Это дает очень высокое входное сопротивление схемы, в которой используется полевой транзистор. Вход, скажем, УНЧ, в котором в качестве входного используется «полевик», легко согласовать с любым источником напряжения. Такой усилитель практически не будет нагружать этот источник.
О проводимости
Как и биполярные, полевые транзисторы могут быть разной структуры. Тот, который мы рассматривали, имеет канал из полупроводника p-типа. Он так и называется – полевой транзистор с p-каналом. Если затвор будет иметь p-проводимость, то канал, соответственно n. Это полевой транзистор с n-каналом. Принцип работы его тот же, но полярность питающего и управляющего напряжений нужно сменить.
Вот, пожалуй, и все, что хотелось рассказать о полупроводниках и приборах, в которых он используется. Будем надеяться, что информация для многих будет не только интересна, но и полезна.
