1.2.4. Типы и параметры транзисторов

По значению рабочих частот и генерируемой мощности транзисторы условно можно разделить на следующие группы:

1. Транзисторы малой мощности (Р<0,3 Вт),

низкой частоты (<3 МГц),

средней частоты (3...30 МГц),

высокой и сверхвысокой частоты (>30 МГц) .

2. Средней мощности 0,3...1,5 Вт.

3. Большой мощности >1,5 Вт.

Частотный диапазон транзисторов средней и большой мощностей такой же, как и малой мощности.

В настоящее время выпускают силовые транзисторы с параметрами I_{к доп} = 10А, U_{кэ доп} = 1,5 кВ; I_{к доп} = 100А, U_{кэ доп} = 500 кВ.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит основное назначение транзистора?

2. Какая из схем включения биполярного транзистора является самой распространенной усилительной схемой и почему?

3. Какая из схем включения биполярного транзистора не усиливает напряжение?

4. Как связаны между собой токи эмиттера, базы и коллектора?

5. Почему схема с общим коллектором называется эмиттерным повторителем?

1.3. Полевой транзистор

Полевым называют транзистор, управляемый электрическим полем, или транзистор с управляемым каналом для тока.

Ток в полевом транзисторе создается носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), вследствие чего эти транзисторы часто называют униполярными.

Поскольку носители заряда в полевом транзисторе являются основными для активной области, его параметры не зависят от времени жизни неосновных носителей (как у биполярных транзисторов), что определяет высокие частотные свойства и меньшую зависимость от температуры.

Каналом считают центральную область транзистора (рис. 1.3.1,а). Электрод, из которого в канал поступают основные носители заряда, называют истоком И, а электрод, через который основные носители уходят из канала, – стоком С. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором З.

Изготавливают полевые транзисторы из кремния. В зависимости от электропроводности исходного материала различают транзисторы с p- и n- каналом.

В отличие от биполярных полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление и поэтому требуют очень малых мощностей для управления. Полевые транзисторы подразделяются на два основных типа: с затвором в виде p-n-перехода и с изолированным затвором.

1.3. 1 Полевой транзистор с затвором в виде p-n-перехода

С труктурная схема, схема включения и схемное изображение показаны на рис. 3.1. Полевой транзистор с затвором в виде p-n-перехода представляет собой кремниевую пластину, например n-типа, на верхней и нижней гранях которой создаются области с проводимостью противоположного типа, например p-типа. Эти области электрически связаны, образуя единый электрод-затвор.

Область с n-проводимостью, расположенная между p-областями; образует токовый канал. На торцевые поверхности пластины наносят контакты, образующие два других электрода И и С, к которым подключается источник питания U_с и при необходимости сопротивление нагрузки. Между каналом и затвором создаются два p-n-перехода. Ток протекает от истока к стоку по каналу, сечение которого зависит от затвора.

При увеличении отрицательного потенциала на затворе p-n-переходы запираются и расширяются практически за счет канала, сечение канала, а, следовательно, и его проводимость, уменьшаются, ток через канал падает (рис. 1.3.2,а). При некотором U_зи = U_отс, называемом напряжением отсечки, области p-n-переходов смыкаются по всей длине канала, сток и исток оказываются изолированными друг от друга, ток I_с равен нулю.

Если при U_зи = const увеличивать U_си, то ток через канал (I_с) возрастет (рис. 3.3.б). При этом увеличивается падение напряжения на канале, которое способствует увеличению обратного напряжения на p-n-переходах, вызывая тем самым сужение канала. При некотором U_си = U_нас, называемом напряжением насыщения, канал настолько сужается, что дальнейшее увеличение U_с не увеличивает I_с.