Физические принципы полевого транзистора с управляющим p-n -переходом (ПТУП).
Схематическое изображение ПТ с управляющим р - n переходом приведено на рисунке. Прибор состоит из области с проводимостью n- (или р-) типа, имеющей омические контакты, называемые истоком и стоком, и двух областей р- (или n-) типа, называемых затворами.
На (рис. а) показан случай нулевого напряжения на всех электродах. За счет наличия обедненных областей вблизи р- n-переходов толщина проводящего канала между истоком и стоком меньше геометрического сечения n-области. Если к затворам приложить обратное смещение
, то размеры областей пространственного заряда (ОПЗ) увеличиваются и толщина проводящего канала еще более уменьшается ( рис. б).
При приложении к стоку положительного по отношению к истоку напряжения
по каналу течет ток
основных носителей (электронов), а толщина ОПЗ у стокового конца затвора увеличивается вследствие возрастания обратного напряжения между затвором и каналом (рис. в).
Таким образом, возрастание
приводит к увеличению сопротивления канала за счет уменьшения горловины вблизи стока.
При достаточно больших значениях
области пространственного заряда смыкаются (рис. г) и дальнейшее увеличение
практически не вызывает возрастания тока (режим насыщения). Напряжение между затвором и стоком, соответствующее смыканию ОПЗ, называется напряжением насыщения
.
Следует отметить, что канал может быть полностью перекрыт только при
=0. При работе прибора в режиме насыщения вблизи стока существует очень узкая проводящая область, в которой плотность тока и электрическое поле велики.
На стоковых характеристиках ПТУП (рис. 2,а) точки пересечения штриховой линии с кривыми
(
/
) соответствуют началу режима насыщения.
На практике при насыщении все же наблюдается незначительное возрастание тока с ростом
(рис. 2,б). Это возрастание связано с распространением ОПЗ по направлению к стоковому контакту и частично с увеличением электрического поля в канале. За счет расширения области смыкания в сторону истока стока возрастает так, как если бы длина затворов уменьшалась, а толщина канала оставалась постоянной. Это явление, называемое эффектом укорочения канала, определяет конечную величину сопротивления канала при увеличении
.
Рассмотрим влияние напряжения затвора на характеристики прибора. Пусть
|
|, а
=0. Этот случай соответствует ненасыщенному режиму работы (рис. 2,a). При увеличении обратного смещения на затворе толщина канала уменьшается, ток стока падает, и при
=
+
, где
‹0 и
‹0, наступает режим насыщения. Таким образом, с ростом |
| значение
, соответствующее началу насыщения, уменьшается. С дальнейшим возрастанием |
| ток стока становится равным нулю при
=
. При этом канал полностью перекрыт и представляет собой сплошную обедненную область.
Назад
Содержание
Далее