Väljatransistorid

Väljatransistorid (unipolaarsed) jagunevad transistoriteks, millel on kontroll p-n-siirde (joon. 1) ja isoleeritud pais. Juhtiva p-n-siirdega väljatransistori seade on lihtsam kui bipolaarne.

N-kanaliga transistoris on kanali peamisteks laengukandjateks elektronid, mis liiguvad mööda kanalit madala potentsiaaliga allikast kõrgema potentsiaaliga äravoolu, moodustades äravooluvoolu Ic. FET-i paisu ja allika vahele rakendatakse pöördpinget, mis blokeerib p-n-siirde, mis on moodustatud kanali n-piirkonnast ja paisu p-piirkonnast.

Seega on n-kanaliga FET-is rakendatud pingete polaarsused järgmised: Usi> 0, Usi≤0. Kui paisu ja kanali vahelisele pn-siirdele rakendatakse blokeerivat pinget (vt joonis 2, a), tekib kanali piiridele ühtlane, laengukandjates ammendatud ja suure takistusega kiht.

Riis. 1. P-n-siirde ja n-tüüpi kanali kujul oleva paisuga väljatransistori struktuur (a) ja skeem (b); 1,2 — kanali- ja portaalitsoonid; 3,4,5 — järeldused allikast, äravoolust, vanglast

Riis. 2. Kanali laius väljatransistoris Usi = 0 (a) ja Usi juures > 0 (b)

See viib juhtiva kanali laiuse vähenemiseni. Pinge rakendamisel allika ja äravoolu vahele muutub tühjenduskiht ebaühtlaseks (joon. 2, b), kanali ristlõige dreeni lähedal väheneb, samuti väheneb kanali juhtivus.

FET-i VAH-i omadused on näidatud joonisel fig. 3. Siin määravad äravooluvoolu Ic sõltuvused pingest Usi konstantse paisupinge Uzi juures väljatransistori väljund- või äravoolukarakteristikud (joonis 3, a).

Riis. 3. Väljatransistori väljundi (a) ja ülekande (b) volt-amperkarakteristikud.

Karakteristikute algosas suureneb äravooluvool Umi suurenemisega. Kui allika äravoolu pinge tõuseb Usi = Uzap– [Uzi], kanal kattub ja voolu Ic edasine suurenemine peatub (küllastuspiirkond).

Negatiivne paisu-allika pinge Uzi põhjustab pinge Uc ja voolu Ic madalamaid väärtusi, kui kanal kattub.

Pinge Usi edasine tõus põhjustab paisu ja kanali vahelise p — n-siirde purunemise ja blokeerib transistori. Väljundkarakteristikuid saab kasutada ülekandekarakteristiku Ic = f (Uz) koostamiseks (joonis 3, b).

Küllastuse osas on see praktiliselt sõltumatu pingest Usi. See näitab, et sisendpinge puudumisel (värav - äravool) on kanalil teatud juhtivus ja see voolab voolu, mida nimetatakse esialgseks äravooluvooluks Ic0.

Kanali efektiivseks "lukustamiseks" on vaja sisendile rakendada katkestuspinget Uotc.FET-i sisendkarakteristikut — paisu äravoolu voolu I3 sõltuvust paisust — lähtepinget — tavaliselt ei kasutata, kuna Uzi < 0 korral on paisu ja kanali vaheline p-n üleminek suletud ja paisu vool on väga väike (I3 = 10-8 … 10-9 A), nii et paljudel juhtudel võib selle tähelepanuta jätta.

Nagu antud juhul bipolaarsed transistorid, väljadel on kolm lülitusahelat: ühise värava, äravoolu ja allikaga (joonis 4). Juhtiva p-n-siirdega väljatransistori I-V ülekandekarakteristikud on näidatud joonisel fig. 3, b.

Riis. 4. Juhtiva p-n-siirdega ühisallika väljatransistori lülitusskeem

Juhtiva p-n-siirdega väljatransistoride peamised eelised bipolaarsete ees on suur sisendtakistus, madal müratase, tootmise lihtsus, madal pingelang täielikult avatud kanalis.Väljatransistoridel on aga selline puudus nagu tuleb töötada I negatiivsetes piirkondades - karakteristiku V, mis muudab skeemi keerulisemaks.

Tehnikateaduste doktor, professor L.A. Potapov