Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Устройство и принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n переходом






    ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ P-N ПЕРЕХОДОМ

     

    Методические указания к лабораторной работе по дисциплине " Электронные твердотельные приборы и микроэлектроника" для студентов всех форм обучения специальностей:

    20.09.00 - Сети связи и системы коммутации,

    20.10.00 - Многоканальные телекоммуникационные системы

     

     

    Екатеринбург 1998


     

    УДК 621.381

     

    Составители В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко

     

    ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С УПРАВЛЯЮЩИМ P-N ПЕРЕХОДОМ: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине " Электронные твердотельные приборы и микроэлектроника" /В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко. Екатеринбург: Екатеринбургский филиал СИБ ГУТИ, 1998. 36 с.

     

    В методических указаниях содержится описание устройства и принципа действия полевых транзисторов с управляющим p-n переходом, определение статических характеристик и параметров, представление эквивалентных схем.

    Указания включают схему лабораторной установки, описание лабораторного задания, методику обработки результатов экспериментов, вопросы для самоконтроля и приложения, в которых приводятся справочные данные для ряда полевых транзисторов с управляющим p-n переходом.

    Библиогр. 9 назв. Табл. 1. Рис. 11. Прил. 4.

     

     

    Рецензент: доц., канд.техн.наук А.А.Калмыков

     

    Обсуждены на заседании кафедры общепрофессиональных дисциплин.

    Заведующий кафедрой, профессор, докт.техн.наук Б.А.Панченко

     


     

    Цель работы

    Ознакомиться с конструкцией полевых транзисторов с управляющим
    p-n переходом, их принципом действия, характеристиками и параметрами различных транзисторов. Исследовать влияние температуры на характеристики и параметры полевых транзисторов с управляющим p-n переходом.

     

    Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

    Устройство и принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n переходом

    Полевым транзистором называется электропреобразовательный прибор, пригодный для усиления мощности, ток в котором переносится дрейфовым движением основных носителей заряда, а величина выходного тока регулируется электрическим полем, возникающим при подаче напряжения между затвором и истоком.

    Полевой транзистор с управляющим p-n переходом – это полевой транзистор, управление потоком основных носителей в котором происходит с помощью электронно-дырочного перехода, смещенного в обратном направлении.

    Для изготовления полевого транзистора с управляющим p-n переходом берется тонкая, слаболегированная пластинка кремниевого полупроводника (с высоким удельным сопротивлением) n или p типа. На этой пластинке создают кольцевой электронно-дырочный переход. Тонкий слой полупроводника, ограниченный кольцеобразным p-n переходом, в котором регулируется поток носителей заряда, называется каналом. Наплавка (затвор) сильно легируется примесями. Полевой транзистор содержит один p-n переход и три вывода: исток, сток, затвор. Устройство полевого транзистора показано на рис. 1.

     

     
     

    1 - p-n переход; 2 – затвор n+ - типа;
    3 – наплавка (вывод затвора); 4 – канал p– типа.

     

    Принцип действия полевых транзисторов с каналом n- или p- типов идентичен. Поэтому в дальнейшем будем рассматривать работу полевых кремниевых транзисторов с управляющим p-n переходом на примере транзистора с каналом p- типа. Электрод полевого транзистора, предназначеннный для регулирования поперечного сечения канала, называется затвором. На него относительно истока подается положительное напряжение. В этом случае p-n переход затвор-исток находится под обратным смещением. Электрод, через который входят в канал основные носители заряда (в нашем примере это дырки), называется истоком, а электрод, через который выходят носители заряда, называется стоком. На сток относительно истока должно подаваться отрицательное напряжение. Схема включения полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p- типа приведена на рис. 2.


     

     
     

    Рис. 2. Схема включения полевого транзистора с управляющим
    p-n переходом

     

    Управление током транзистора основано на изменении сечения канала путем регулирования ширины p-n перехода при подаче входного напряжения (напряжения затвора). На затвор относительно истока подается обратное напряжение, поэтому область p-n перехода будет расширяться в основном в область полупроводника p- типа, так как эта область полупроводника менее легирована, чем область полупроводника n- типа. При подаче напряжения на сток в его цепи потечет ток IС, создаваемый дырками, движущимися под действием электрического поля. Количество основных носителей зарядов (дырок), участвующих в образовании тока через канал, определяется электрическим полем, воздействующим на p-n переход. Как уже отмечалось, p-n переход включается в обратном направлении. Если на затвор подать положительное напряжение, p-n переход расширяется в соответствии с выражением

    , (1)

    где - ширина p-n перехода в равновесном состоянии, jК – контактная разность потенциалов, UЗИ – напряжение на затворе относительно истока, e - относительная диэлектрическая постоянная, e0 = 9× 10-14 Ф/см – абсолютная диэлектрическая постоянная, е = 1, 6× 10-19 Кл - заряд электрона, NA – концентрация акцепторной примеси, NД – концентрация донорной примеси.

    Исходная пластинка кремниевого полупроводника p-типа слабо легирована примесями, поэтому NД > > NA и с увеличением UЗИ расширение p-n перехода (1) произойдет в область полупроводника p-типа, сечение канала уменьшится, а его сопротивление rК увеличится. Электрическое сопротивление канала rК зависит от его толщины, ширины и длины:

    , (2)

    где lК – длина канала, h – ширина канала, W – толщина канала, s - электропроводность полупроводника p-типа, mр – подвижность дырок, pР – концентрация дырок (основных носителей заряда) в области полупроводника
    p-типа, SК – сечение канала.

    В соответствии с соотношениями (1) и (2) при изменении напряжения на затворе меняется ширина p-n перехода, сечение канала и его электрическое сопротивление, в результате чего будет изменяться величина протекающего тока стока. С увеличением rК ток стока IС уменьшается. Сечение канала SК изменяется неравномерно. Со стороны истока имеется более широкий канал, а со стороны стока сечение канала уменьшается. Это происходит потому, что сечение канала является функцией двух напряжений: SК = f(UЗИ, UСИ). Напряжение у стока будет больше, чем у истока, поэтому расширение p-n перехода в области стока больше, чем в области истока. Это явление нашло свое отражение на рис.х 1 и 2. Напряжение UСИ распределяется вдоль канала, оно больше у стока и меньше у истока. За счет этого сечение канала, расположенного со стороны стока, всегда будет значительно меньше, чем со стороны истока (рис. 1, 2).

    Входной ток полевого транзистора равен току затвора IВХ = IЗ и он обусловлен только переносом неосновных носителей заряда через p-n переход.

    Обозначение полевого транзистора с управляющим p-n переходом на принципиальных электрических схемах приведено на рис. 3.

     
     

    Рис. 3. Обозначения полевых транзисторов с управляющим p-n переходом на принципиальных электрических схемах

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.