Лабораторна робота №5 підсилювач на польовому транзисторі

Серед польових транзисторів розрізняють транзистори з керованим р-n- переходом та з ізольованим затвором. Останні ще називають МОН (МДН)- транзисторами, оскільки вони виготовляються на основі структур типу метал-окисел (діелектрик) – напівпровідник і можуть бути з індукованим або з вбудованим каналом провідності n- чи p-типу.

На стік транзисторів подається потенціал напруги живлення протилежного знака до заряду основних носіїв у каналі провідності.

Вхідний опір польових транзисторів дуже великий, особливо при ізольованому затворі. З точки зору еквівалентної схеми, значень параметрів і характеристик польові транзистори подібні до електронних ламп.

Підсилювачі на польових транзисторах можуть бути виконані за схемою із загальним затвором, загальним стоком і загальним витоком.

Каскад, виконаний за схемою із загальним витоком, працює як інвертуючий підсилювач, оскільки він вносить у змінну напругу фазовий зсув сигналу на 180⁰ і здатний підсилювати напругу і струм.

Вихідний опір підсилювача порівняно великий (декілька десятків кілоом), тому в ряді випадків виконується рівність . Нелінійні спотворення каскаду із загальним витоком внаслідок досить високого вхідного опору практично не залежать від опору джерела сигналу.

Вихідна напруга підсилювача із загальним затвором за фазою (тобто полярністю сигналу) збігається із вхідною, тобто дана схема підсилювача не змінює фази коливань підсилюваного сигналу. Величина вхідного опору підсилювача із загальним затвором, внаслідок близькості струмів стоку і витоку, визначається величиною, оберненою до крутизни транзистора. Вихідний опір схеми із загальним затвором, яка є аналогом схеми із загальною базою, великий і пропорційний величині крутизни, величині опору генератора і внутрішнього опору стік-витік транзистора. Нелінійні спотворення із збільшенням опору генератора стають меншими, оскільки при цьому глибина ВЗЗ зростає.

Каскад із загальним стоком є аналогом схеми з загальним колектором і називається витоковим повторювачем. На відміну від каскаду з загальним затвором вона має виключно великий вхідний опір, а в порівнянні з каскадом із загальним витоком-помітно меншу вхідну ємність. Величина вихідного опору схеми з загальним витоком обернено пропорційна крутизні.

Польовими транзисторами (ПТ) називаються напівпровідникові прибори для керування струмом яких використовується залежність електричного опору струмопровідного шару від напруги електричного поля.

Шар напівпровідника, в якому регулюється потік носіїв заряду, називається каналом. Електричне поле яке впливає на опір каналу створюється за допомогою розташованого над каналом металевого електрода називається затвором. Напруга яка подається на затвор (електрод що керує) регулює опір каналу, змінює силу струму, який протікає у зовнішньому колі. Електрод, з якого носії входять в канал, називається стоком. Електрод, через який носії уходять з каналу, називається стоком.

В залежності від способу ізоляції між затвором та каналом розрізняють наступні типи польових транзисторів:

польові транзистори з керуючим переходом (ізоляція затвора від каналу відбувається збіднілим шаром p-n переходу;
транзистори з металево напівпровідниковим затвором або затвором Шотткі;
транзистори з ізольованим затвором (МДН- або МОН- транзистори) затвор ізольовані від каналу шаром діелектрика.

Умовне позначення польових транзисторів наведено у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Умовні позначення і вольт-амперні характеристики польових транзисторів

№ п/п	Найменування	Умовне позначення	Наскрізні вольт-амперні характеристики
11.	2.	3.	4.
1	ПТз управляючим p-n-переходом і каналом n-типу	С З В

2	ПТ з управляючим p-n-переходом і каналом р-типу	С З В	I_c U_{зв відс} 0
3	МДП ПТ з ізольованим затвором і вбудованим каналом n-типу	З С В П	I_c 0 U_{зв відс} U_зв Режим збагачення Режим збіднення
4	МДП ПТ з ізольованим затвором і вбудованим каналом р-типу	З С В П	I_c 0 U_{зв відс} U_зв Режим збагачення Режим збіднення
5	МДП тетрод з ізольованим затвором і вбудованим каналом n-типу (двозатворний ПТ)	З₁ С В П З₂	I_c 0 U_зв1 U_зв₂ = const
6	МДП ПТ з ізольованим затвором і індукованим каналом n-типу	З С В П	I_c 0 U_пор

77	МДП ПТ з ізольованим затвором і індукованим каналом р-типу	З С В П	I_c U_зв 0 U_пор
1	2	3	4