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