Он же полевой транзистор. Полевой транзистор – полупроводниковый прибор, работа которого основана на модуляции сопротивления полупроводникового материала поперечным электрическим полем. У него в создании электрического тока участвуют носители заряда только одного типа (электроны или дырки).

Полевые транзисторы бывают двух типов: с управляющим p-n-переходом и со структурой металл-диэлектрик-полупроводник.

Электроды полевого транзистора называют истоком (И), стоком (С) и затвором (З). Управляющее напряжение прикладывается между затвором и истоком. От напряжения между затвором и истоком зависит проводимость канала, следовательно, и величина тока. Таким образом, полевой транзистор можно рассматривать как источник тока, управляемый напряжением затвор-исток.

Графической изображение:

Структура полевого транзистора с каналом n-типа:

На подложке из p-кремния создается тонкий слой полупроводника n-типа, выполняющий функции канала. На концах канала находятся сильно легированные n+-области, называемые истоком и стоком соответственно, с помощью которых канал включается в цепь управляемого тока. Под металлическим электродом затвора находится p+-слой, образующий с каналом p–n-переход.

Прикладывая к затвору обратное напряжение Uзи, можно изменять ширину обедненной области р –n-перехода. Чем больше обратное напряжение, тем глубже обедненный слой и тем, соответственно, меньше поперечное сечение канала, где протекает ток. Таким образом, меняя обратное напряжение на затворе, можно менять поперечное сечение, а значит и сопротивление канала. В результате будет меняться величина тока стока Ic, протекающего по каналу и выходной цепи транзистора под воздействием приложенного напряжения сток-исток Uси. Поскольку величина выходного тока (тока стока) может быть достаточно большой, а входной ток затвора

(ток обратно смещенного р –n-перехода) мал, то обеспечивается усиление по току и по мощности.

Рассмотрим вольт-амперные характеристики ПТ. Входные характеристики у полевых транзисторов отсутствуют, так как входной ток равен нулю. Выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p–n-переходом и каналом n-типа:

На выходной характеристике можно выделить три области – отсечки, линейную (триодную) и насыщения. В линейной области ВАХ представляют прямые, наклон которых зависит от напряжения затвор-исток Uзи . Минимальное сопротивление канала достигается, когда напряжение 0 Uзи = , так как проводящая часть канала в этом случае имеет наибольшее сечение. Таким образом, в линейной области полевой транзистор можно использовать как резистор, сопротивление которого регулируется напряжением затвора.

В области насыщения ветви выходной характеристики расположены почти горизонтально. Это объясняется тем, что при увеличении напряжения сток-исток Uси область перекрытия канала вблизи стока расширяется и сопротивление канала увеличивается.

Основной параметр ПТ – крутизна – определяется частной производной передаточной характеристики при заданном (постоянном) напряжении сток-исток:

S = (д Ic /д Uзи)|Uси = const.

Крутизна характеризует усилительные свойства полевого транзистора в области насыщения и измеряется в сименсах (См) или как чаще принято называть – в миллиамперах на вольт.

Второй параметр – выходное (внутреннее) сопротивление Ri, называемый также дифференциальным сопротивлением – представляет сопротивление канала ПТ переменному току: Ri = (д Ucи /д Ic)|Uзи = const.

Оно характеризует слабо выраженную зависимость тока стока от напряжения сток-исток. На участке насыщения Ri может достигать сотен килоом.

схема усилительного каскада на полевом транзисторе с общим истоком:

Схема с ОИ (общим истоком). Принцип построения схемы аналогичен схеме усилителя на биполярном транзисторе включенном с общим эмиттером. Резистор R_c аналогичен R_к, цепочка автоматического смещения выполняет функцию резистора R_Б или делителя.

В данной схеме R_и, R_з и С_и образуют цепочку автоматического смещения. На R и происходит падение напряжения обусловленное током стока, которое передается на затвор через резистор R_з, и определяет положение рабочей точки, т.е. режим работы транзистора по постоянному току. С_и шунтирует R_и в режиме переменного тока, не нарушая тем самым положение точки покоя определенное в режиме по постоянному току.

Преимущества: от биполярного транзистора полевой транзистор отличается, во-первых, принципом действия: в биполярном транзисторе управление выходным сигналом производится входным током, а в полевом транзисторе — входным напряжением или электрическим полем. Во-вторых, полевые транзисторы имеют значительно большие входные сопротивления, тогда как на биполярных оно меньше.

Недостатки: большая нелинейность схемы( высокая крутизна)