Transistor efek medan

Transistor efek medan (unipolar) dibagi menjadi transistor dengan kontrol p-n-junction (Gbr. 1) dan dengan gerbang terisolasi. Perangkat transistor efek medan dengan kontrol p-n junction lebih sederhana daripada bipolar.

Dalam transistor saluran-n, pembawa muatan utama dalam saluran adalah elektron yang bergerak di sepanjang saluran dari sumber berpotensi rendah ke saluran pembuangan berpotensi lebih tinggi, membentuk arus saluran pembuangan Ic. Tegangan balik diterapkan antara gerbang dan sumber FET, yang memblokir sambungan p-n yang dibentuk oleh wilayah-n saluran dan wilayah-p gerbang.

Jadi, dalam FET saluran-n, polaritas tegangan yang diberikan adalah sebagai berikut: Usi> 0, Usi≤0. Ketika tegangan pemblokiran diterapkan ke persimpangan pn antara gerbang dan saluran (lihat Gambar 2, a), lapisan seragam, terkuras dalam pembawa muatan dan dengan resistansi tinggi, muncul di batas saluran.

Beras. 1. Struktur (a) dan sirkuit (b) transistor efek medan dengan gerbang berupa sambungan p-n dan saluran tipe-n; 1,2 — saluran dan zona portal; 3,4,5 — kesimpulan dari sumber, selokan, penjara

Beras. 2. Lebar kanal pada transistor efek medan pada Usi = 0 (a) dan pada Usi > 0 (b)

Hal ini menyebabkan pengurangan lebar saluran konduktor. Ketika tegangan diterapkan antara sumber dan saluran, lapisan penipisan menjadi tidak rata (Gbr. 2, b), penampang saluran di dekat saluran berkurang, dan konduktivitas saluran juga berkurang.

Karakteristik VAH dari FET ditunjukkan pada Gambar. 3. Di sini, ketergantungan aliran arus Ic pada tegangan Usi pada tegangan gerbang konstan Uzi menentukan karakteristik keluaran atau aliran dari transistor efek medan (Gbr. 3, a).

Beras. 3. Keluaran (a) dan transfer (b) karakteristik volt-ampere dari transistor efek medan.

Pada bagian awal karakteristik, arus drain meningkat dengan meningkatnya Umi. Saat tegangan source-drain meningkat menjadi Usi = Uzap– [Uzi], saluran tumpang tindih dan peningkatan lebih lanjut pada arus Ic berhenti (wilayah saturasi).

Uzi tegangan gerbang-ke-sumber negatif menghasilkan nilai tegangan Uc dan arus Ic yang lebih rendah di mana saluran tumpang tindih.

Peningkatan tegangan Usi lebih lanjut menyebabkan kerusakan pada sambungan p-n antara gerbang dan saluran dan menonaktifkan transistor. Karakteristik keluaran dapat digunakan untuk membangun karakteristik transfer Ic = f (Uz) (Gbr. 3, b).

Di bagian saturasi, praktis tidak tergantung pada tegangan Usi. Ini menunjukkan bahwa dengan tidak adanya tegangan input (gerbang - tiriskan), saluran memiliki konduktivitas tertentu dan mengalirkan arus yang disebut arus tiriskan awal Ic0.

Untuk "mengunci" saluran secara efektif, perlu menerapkan tegangan interupsi Uotc ke input.Karakteristik input FET - ketergantungan arus saluran pembuangan gerbang I3 pada gerbang - tegangan sumber - biasanya tidak digunakan, karena pada Uzi < 0 persimpangan p-n antara gerbang dan saluran ditutup dan arus gerbang ditutup sangat kecil (I3 = 10-8 … 10-9 A), sehingga dalam banyak kasus dapat diabaikan.

Seperti dalam kasus ini transistor bipolar, bidang memiliki tiga sirkuit switching: dengan gerbang umum, saluran pembuangan, dan sumber (Gbr. 4). Karakteristik transfer I-V dari transistor efek medan dengan sambungan p-n kontrol ditunjukkan pada Gambar. 3, b.

Beras. 4. Skema switching transistor efek medan sumber umum dengan kontrol p-n-junction

Keuntungan utama dari transistor efek medan dengan kontrol p-n-junction dibandingkan bipolar adalah impedansi input yang tinggi, noise rendah, kemudahan produksi, penurunan tegangan rendah pada saluran yang terbuka penuh.Namun, transistor efek medan memiliki kelemahan seperti transistor perlu bekerja di daerah negatif I — karakteristik V, yang memperumit skema.

Doktor ilmu teknik, profesor L.A. Potapov