Полевой транзистор (FET)
Полевой транзистор (FET) представляет собой активный полупроводниковый прибор с тремя выводами, выходной ток которого контролируется электрическим полем, создаваемым входным напряжением. Полевые транзисторы также известны как униполярные транзисторы, потому что, в отличие от биполярных транзисторов, в полевых транзисторах в качестве носителей заряда действуют только электроны или дырки. Полевой транзистор использует напряжение, подаваемое на его входную клемму (называемую затвором), для управления током, протекающим от истока к стоку, что делает полевой транзистор устройством, управляемым «напряжением».
полевой транзистор
Полевые транзисторы широко используются в интегральных схемах (ИС) из-за их компактных размеров и значительно более низкого энергопотребления. Кроме того, полевые транзисторы также используются в устройствах переключения высокой мощности, в качестве резисторов переменного напряжения (VVR) в операционных усилителях (ОУ), регуляторов тембра и т. д., для работы микшеров в FM- и ТВ-приемниках, а также в логических схемах. .
Полевой транзистор (FET) – психологический обзор
Полевой транзистор имеет четыре вывода: «Источник», «Сток», «Затвор» и «Тело».
1. Источник: Источник — это терминал, через который основные носители заряда вводятся в полевой транзистор.
2. Сток: Сток — это терминал, через который большинство носителей заряда выходят из полевого транзистора.
3. Затвор: вывод затвора формируется путем диффузии полупроводника N-типа с полупроводником P-типа. Это создает сильно легированную область PN-перехода, которая контролирует поток носителя от истока к стоку.
4. Корпус: это подложка, на которой построен полевой транзистор. В дискретных приложениях он внутренне привязан к выводу источника, что позволяет полностью игнорировать его влияние. Однако в интегральных схемах этот вывод обычно подключается к самому отрицательному источнику питания в схеме NMOS (наиболее положительному в схеме PMOS), поскольку многие транзисторы разделяют его. Тщательные соединения и конструкция имеют решающее значение для поддержания работоспособности полевого транзистора при подключении корпуса.
Канал: это область, в которой большинство несущих проходят от исходного терминала к стоковому терминалу.
Классификация полевых транзисторов
Полевые транзисторы подразделяются на полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET).
JFET (переходный полевой транзистор)
Переходной полевой транзистор (JFET) — самый ранний тип полевого транзистора. Ток течет через активный канал между источниками и стоковыми клеммами. Напряжение, приложенное между затвором и истоком, управляет потоком электрического тока между истоком и стоком полевого транзистора. При подаче обратного напряжения смещения на вывод затвора канал напрягается, поэтому электрический ток полностью отключается. Вот почему JFET называют «нормально включенными» устройствами. Транзисторы JFET доступны как в N-канальном, так и в P-канальном исполнении.
N-канальный JFET
В N-канальном JFET канал легирован донорными примесями, что делает его полупроводником N-типа. Поэтому поток тока через канал отрицательный в форме электронов. Отсюда и название N-канальный JFET. Две подложки P-типа, легированные с противоположных сторон ее средней части. Таким образом, два PN-перехода образуются из сильно легированных областей P-типа и канала N-типа между ними. Вывод затвора (G) подключен внутри к обеим клеммам P-типа, а выводы стока (D) и истока (S) подключены к любому концу канала N-типа.
Как это работает?
Когда на вывод затвора не подается напряжение, канал становится широко открытым путем для потока электронов. Следовательно, максимальный ток течет от истока к стоку. Величина протекающего тока определяется разностью потенциалов между клеммами истока и стока и внутренним сопротивлением канала.
Но происходит обратное, когда на клемму затвора подается отрицательное напряжение по отношению к клемме истока, что приводит к обратному смещению PN-перехода. В канале создается область обеднения, которая делает канал уже, увеличивая сопротивление канала между истоком и стоком, и ток, протекающий, становится меньше.