Өрістік транзисторлардың жұмыс істеу принципі, түрлері және статикалық сипаттамалары

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Өрісті транзистордың жұмыс істеу принципі және оның негізгі параметрлері.

Жоспар:

1. Өрісті транзистордың жұмыс істеу принципі және оның негізгі

параметрлері.

2. p-n ауысулы n- арналы өрісті транзисторы.

3. Өрісті транзистордың статикалық сипаттамасы.

« p-n » ауысу арқылы басқарылушы өрістік транзисторлар, құрлымы, жұмыс принципі, сипаттамалары және параметрлері. Ерекшеленген жаппалы өрісті транзисторлар.

Транзистор - үш электродты, электр сигналдарын күшейту мен түрлендіруге арналған жартылай өткізгіштік аспап.

Ток түзуге қатысатын заряд тасушыларына байланысты транзистор биполяр және униполяр болып екіге бөлінеді.

Өрісті транзистор электр өрісімен (токсыз) басқарылады. Кіріс кедергісі өте жоғары болғандықтан сигнал көзінен ток пен қуат жұмсамайды.

Өрісті транзистордың екі түрі бар: р-n - ауысулы өрісті транзистор және оқшауланған (изоляцияланған) тиекті өрісті транзистор. Соңғы транзистор индукцияланған және қондырылған каналды болып тағы екіге бөлінеді де, құрылысына сәйкес МДЖ (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) транзистор деп те аталады.

Олардың шартты белгілері 1-суретте көрсетілген.

а) ә) б) в)

Сурет 1 - Өрісті транзисторлардың схемалық шартты белгілері:

а) р-n - ауысулы n -каналды; ә) р-n - ауысулы р -каналды; б) оқшауланған тиекті индукцияланған р -каналды; в) оқшауланған тиекті индукцияланған

n -каналды.

р-n ауысулы өрісті транзистор. Транзистордың бұл түрі бір ғана р-n ауысуынан турады. р-n ауысулы өрісті транзистордың қарапайым құрылысы 2, а-суретте келтірілген: негізгі n кремний кристалын екі жағынан р аймағы, яғни тиек (Т) (затвор) қапсыра қоршап тұр. Олардың ортасында орналасқан n аймағы канал деп аталады да, оның тізбегі жалғанған екі шетінің бірі-бастау (Б) (исток), екіншісі құйма (Қ) (сток) деп аталып, тоқтың шығу және жиналу көздерін көрсетеді.
р-n ауысулы өртістік транзистордың жұмыс істеу принципі мынадай. Тиекке теріс кернеу беретін болсақ (2, ә-сурет), онда кәдімгі р-n ауысуының кері қосылуындағыдай ( р-n ауысуы) оның ені арта түседі. Ауысу ішінде жылжымалы заряд бөлшектерінің болмайтындығын ескере отырып, оны диэлектрикке балауға болады. Онда осы диэлектрик аймағы каналдың енін екі жағынан қусыра қыса түсіп, оның ток өткізу қабілетін азайтып, басқаша айтқанда, оның кедергісін арттырады. Сонымен біз тиек кернеуінің арқасында канал енін өзгерте отырып, бастаудан құймаға ағатын ток күшінің шамасын реттеуімізге, басқаруымызға болады. Транзистордың басқару принципінің мәні осында.

Жылжымалы зарядтарының

+ ET - T айырылған қабат + ET - T

T p

Б қ қ қ

Б Б

n канал ені - +

жылжымалы Eқ
зарядтар (электрондар) кезеңдері
Сурет 2 - р-n -ауысулы өрісті транзисторының жұмыс істеу принципіне түсініктеме сурет

Қуймадан ток алу үшін оған қандай бағытта кернеу түсіруіміз керек? Каналымыз n-текті болып, оның жылжымалы заряд тасушылары электрондар болса, оған әріне оң полюсті кернеу беруіміз керек.

Егер тиекте (бастаумен салыстырғанда) кернеу жоқ деп есептесек, онда түсірілген қуйма кернеуінің арқасында р-n - ауысуы тағы да кері қосылады да, оның енінің өзгеруі негізінен қуйма тұсынан өтеді. Бұл жағдай 2, б-суретте көрсетілген.

Сонымен, тиек пен құйма кернеулерінің көмегімен канал енін өзгерте отырып, керегімізше қуйма тогының шамасын реттеуге, басқаруымызға қолымыз жетеді.

р-n - ауысудың шекарасының айналасында негізгі заряд тасушыларды өткізбейтін қабаттың пайда болуы, бізге жалпы физика курсынан белгілі. Өткізгіштің меншікті кедергісі бұл қабатта өте жоғары. Кері бағытқа сәйкес келетін өрістік р-n - ауысуға кернеу беретін болсақ, онда жабық қабаттың қалыңдағы көбейе түседі. Қаншалықты р-n - ауысуна кернеу көп берілетін болса, соншалықты өткізбейтін қабаттың қалыңдығы үлкейе түседі. Өрістік транзистордың бір ерекшелігі: құйма тізбегіндегі ток тиек пен бастау арасындағы кернеумен басқарылады, яғни р-n - ауысуында пайда болатын электр өрісі арқылы. Осы себептен мұндай транзистордың түрі өрістік транзистор деген атқа ие болған.

Соңғы кездерде оңашаланған (изоляцияланған) тиегі бар өрістік транзисторлар кеңінен қолданылуға ие болды. Мұндай транзисторларда затвор металдан жасалынады және жартылай өткізгіштен диэлектриктің жұқа қабаты арқылы изоляцияланады. Диэлектриктің қызметін кремний оксиді атқарады. Бұндай өрістік транзисторды МДЖ (металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш) транзистор деп атайды.

Осыған орай, транзистордың құрылысын зерттейтін болсақ, ол металл, диэлектрик және жартылай өткізгіш қабаттарынан тұратынын байқаймыз. Көптеген жағдайда транзистор кремнийден жасалып, ал диэлектрик ретіне кремний тотығы (SiO ₂ ) қолданылады. Сондықтан да ертеректе МДЖ транзисторы МТЖ (металл-тотық-жартылай өткізгіш) деген атпен де белгілі болған. МДЖ транзисторының бір түрі - индукцияланған каналды транзистордың құрылысы 3, а-суретте кескінделген. Енді осы транзистордың жұмыс істеу принципіне тоқталып өтейік.

Тиекке ток көзінің теріс полюсі қосылса (суретті қараңыз), түсірілген кернеудің әсерінен тиектің астындағы электрондар одан алшақтай түседі. Табан ретінде пайдаланған n -текті жартылай өткізгішінде кемтіктер аз болғанымен олар баршылық та, түсірілген тиек кернеуінің әсерінен олар оған тартыла түседі. Кернеудің белгілі бір шамасына жеткенде (ток пайда болу кернеуі U _п деп аталады), кемтіктер тиектің астын бастаудан құймаға дейін толық жабады да, олардың арасында белгілі бір жол (канал) ашылғандай болады ( р -қабат) .

Енді бастау пен құйманың аралығына құйма кернеуін беретін болсақ, онда осы электродтардың арасында ток жүре бастайды. (Қаралып отырған жағдайда оң кемтіктерді құймаға жинау үшін оған теріс кернеу түсіруіміз керек) .

Б - Т Қ Б Т Қ

т т

-p - - - - -