Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Унитрон – полевой транзистор плоской конфигурации (см. рисунок 3.1), цилиндрический называется текнетроном. Истоком (И) называется электрод, от которого начинают движение (истекают) основные носители заряда в канале. Электрод, к которому движутся (стекают) носители заряда, называется стоком (С). Управляющее напряжение прикладывается к третьему электроду – затвору (З). Проводящий канал изолирован от затвора p-n переходами, смещенными в обратном направлении. По каналу между электродами стока и истока протекает ток основных носителей.

Допустим :

а) если , образуется равномерный р-п переход, чем больше напряжение |U_зи |, тем шире переход и уже проводящий канал;

б) если напряжение не равно нулю, то ширина канала неравномерна из-за падения напряжения на сопротивлении канала от тока стока I_c. В точке а напряжение равно U_а=U_зи, в точке б – U_б = U_зи + U_си. Сечение канала сужается от истока к стоку. Принцип работы транзистора с управляющим р-п переходом основан на изменении сопротивления канала за счет изменения под действием обратного напряжения ширины области р-п перехода, обедненной носителями заряда. При увеличении U_зи увеличивается р-п переход в сторону канала, поперечное сечение канала уменьшается, уменьшается ток стока. При большом напряжении затвора U_зи канал смыкается, ток стремится к нулю. Это напряжение U_зи между затвором и истоком называется напряжением затвора отсечки U_зо.

Основными характеристиками транзистора являются стокозатворная I_c = f(U_зи) при U_си = const (см. рисунок 3.2,а) и стоковые или выходные характеристики I_c = f(U_cи) при U_зи = const (см. рисунок 3.2,б). На выходных характеристиках можно выделить две области: область 1 крутого изменения тока (линейный омический участок характеристики) и область П (нелинейный пологий, рабочий участок), соответствующую режиму насыщения. При увеличении U_cи ток стока увеличивается по закону Ома. С некоторого момента (U_cи = U_{cи нас}) наступает насыщение (в точке А). Наступает своеобразное динамическое равновесие: увеличение тока стока вызывает увеличение падения напряжения на р-п переходе и сужение канала, которое уменьшает ток стока. Сужение идет в сторону стока. Сечение при этом минимально. Последующее увеличение U_cи не уменьшает сечение, а увеличивает длину узкого участка сечения, называемого «коридор» или «горловина». Поэтому ток стока постоянный. В точке В напряжение стока достигает напряжения пробоя перехода. При дальнейшем увеличении U_cи увеличивается ток стока, и прибор может выйти из строя. При увеличении U_зи (следовательно, при меньших первоначальных сечениях) процессы аналогичны, но сужение канала наступает раньше, это приводит к более раннему выходу на участок насыщения. Ток стока ограничен на более низком уровне.

Крутизна стокозатвор-ной характеристики S= |_Ucи=соnst. Выходное сопротивление (см. рисунок 3.2,б) |U_зи=const; коэффициент усиления равен |_Uзи=const, который связан с крутизной характеристики и выходным сопротивлением уравнением μ=R_i∙S.