Вы находитесь здесь: Главная > Транзисторы > Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов — club155ru

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов — club155ru

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов Схемотехника — Конструирование схем

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ru

Анализируя возможность использования полевых транзисторов для усиления электронных сигналов мы ограничивались только одним личным случаем подачи на электроды транзистора определенных напряжений и не рассматривали некие довольно принципиальные физические процессы в полупроводниках. Но кроме уже описанной ситуации вероятны и другие, приводящие, к примеру, к протеканию в канале тока не от истока к стоку, а напротив — от стока к истоку и т. п.

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ruВ общем случае для полевого транзистора, так же как и для биполярного, вероятны разные устойчивые состояния (режимы работы). Они отличаются друг от друга тем, в каком состоянии находится канал, соединяющий исток и сток транзистора, также направлением тока, протекающего в канале. В полевых транзисторах дополнительно принято систематизировать также режим воздействия затвора на канал (провоцирует либо подавляет протекание тока в нем).

Ниже при описании режимов работы полевых транзисторов мы применим ту же терминологию, какая употребляется для биполярных транзисторов. Но следует осознавать, что в полевых транзисторах физические процессы протекают по другому и часто нельзя совершенно точно утверждать, что транзистор находится в таком-то режиме без неких уточнений. К примеру, в нашей транскрипции активный режим и режим насыщения могут существовать сразу независимо друг от друга.

Активный режим — соответствует случаям, рассмотренным при анализе усилительных параметров полевых транзисторов. Конкретно в активном режиме транзистор лучшим образом проявляет свои усилительные характеристики. Нередко таковой режим называюют главным, усилительным либо обычным (на усилительные характеристики полевого транзистора также влияет состояние канала, а конкретно находится ли он в режиме насыщения — см. ниже). При рассмотрении полевых транзисторов мы фактически всегда (кроме главных схем) имеем дело с активным режимом, но тут имеется одна тонкость, о которой также нередко молвят как о режиме работы транзистора (либо как о режиме работы затвора). В разных видах полевых транзисторов и при разных наружных напряжениях затвор может оказывать два вида воздействий на канал: в первом случае (к примеру, в полевых транзисторах с управляющим (p)-(n)-переходом при напряжениях на электродах, соответственных рис. 2-1.5) он препятствует протеканию тока через канал, понижая число носителей зарядов, проходящих через него (таковой режим именуют режимом обеднения канала), во 2-м случае (к примеру, в МДП-транзисторах с индуцированным каналом, включенных в согласовании с рис. 2-1.7) затвор, напротив, провоцирует протекание тока через канал, увеличивая число носителей зарядов в потоке (режим обогащения канала). Нередко просто молвят о режиме обеднения и режиме обогащения. Заметим, что МДП-транзисторы с индуцированным каналом могут находиться в активном режиме исключительно в случае режима обогащения канала, а для МДП-транзисторов со интегрированным каналом это может быть и режим обогащения, и режим обеднения. В полевых транзисторах с управляющим (p)-(n)-переходом попытка приложить прямое смещение на этот переход вызывает его открытие и протекание существенного тока в цепи затвора. Реальные процессы в транзисторе в данном случае очень зависят от его конструкции, фактически никогда не документируются и тяжело прогнозируемы. Потому гласить о режиме обогащения для полевых транзисторов с управляющим переходом не принято ну и просто глупо.

Инверсный режим — по процессам в канале противоположен активному режиму, т. е. поток носителей зарядов в канале протекает не от истока к стоку, а напротив — от стока к истоку. Для инверсного режима требуется только изменение полярности напряжения на канале, полярность напряжения на затворе остается постоянной. В таком режиме транзистор также может употребляться для усиления. Обычно из-за конструктивных различий меж областями стока и истока усилительные характеристики транзистора в инверсном режиме появляются ужаснее, чем в режиме активном. Вобщем, в неких видах МДП-транзисторов конструктивная ассиметрия мала, что приводит к симметричности выходных статических черт такового транзистора относительно конфигурации полярности напряжения сток—исток. Данный режим фактически никогда не употребляется в усилительных схемах, но для аналоговых тумблеров на полевых транзисторах он оказывается полезен. Но тут есть одна ловушка, в которую достаточно просто попасть начинающему. Дело в том, что в большинстве МДП-транзисторов (в особенности в массивных) производители соединяют подложку с истоком снутри корпуса прибора, что практически значит, что в этих транзисторах меж истоком и стоком имеется диодик который не позволяет подавать на переход исток—сток инверсное напряжение, превышающее прямое падение напряжения на этом диодике, т. е. инверсный режим в таком транзисторе просто неосуществим. Вообщем, в случае полевых транзисторов о режиме работы вспоминают еще пореже, чем для биполярных. Дело тут в том, что каждый определенный тип полевого транзистора имеет конструкцию строго направленную на выполнение некий определенной функции (усиление слабеньких сигналов, ключ и т. п.), все документируемые характеристики транзистора в данном случае охарактеризовывают его работу конкретно в главном режиме при выполнении предназначенной функции. Потому имеет смысл гласить просто о обычном режиме работы, когда все соответствует документации, либо о ненормальном, который в документации просто не предусмотрен (ну и навряд ли кому-то пригодиться использовать его в схемах).

Режим насыщения — охарактеризовывает состояние не всего транзистора в целом, как это было для биполярных устройств, а только токопроводящего канала меж истоком и стоком. Данный режим соответствует насыщению канала основными носителями зарядов. Такое явление как насыщение является одним из важных физических параметров полупроводников. Оказывается, что при приложении наружного напряжения к полупроводниковому каналу, ток в нем линейно находится в зависимости от этого напряжения только до определенного предела (напряжение насыщения), а по достижении этого предела стабилизируется и остается фактически постоянным прямо до пробоя структуры. В приложении к полевым транзисторам это значит, что при превышении напряжением сток—исток некого порогового уровня оно перестает оказывать влияние на ток в цепи. Если для биполярных транзисторов режим насыщения означал полную утрату усилительных параметров, то для полевых это не так. Тут напротив, насыщение канала приводит к увеличению коэффициента усиления и уменьшению нелинейных искажений. До заслуги напряжением сток—исток уровня насыщения ток через канал линейно возрастает с ростом напряжения (т. е. ведет себя так же, как и в обыкновенном резисторе). Создателю непонятно какого-нибудь закоренелого наименования для такового состояния полевого транзистора (когда ток через канал идет, но канал ненасыщен), будем именовать его режимом ненасыщенного канала (он находит применение в аналоговых ключах на полевых транзисторах). Режим насыщения канала обычно является обычным при включении полевого транзистора в усилительные цепи, потому в предстоящем при рассмотрении работы транзисторов в схемах мы не будем делать особенного акцента на этом, подразумевая, что меж стоком и истоком транзистора находится напряжение, достаточное для насыщения канала.

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ruРежим отсечки — режим, в каком ток через канал полевого транзистора не протекает. Переход полевого транзистора в режим отсечки происходит по достижении напряжением на затворе определенного порога (напряжение отсечки). В полевых транзисторах с управляющим (p)-(n)-переходом это имеет место при постепенном увеличении оборотного смещения на перереходе, а в МДП-транзисторах со интегрированным каналом при увеличении разности потенциалов меж истоком и затвором при условии работы в режиме обеднения канала. В МДП-транзисторах с индуцированным каналом режим отсечки имеет место при нулевой разности напряжений меж истоком и затвором, а по достижении напряжения отсечки (либо порогового напряжения) канал раскрывается. Так как выходной ток транзистора в режиме отсечки фактически равен нулю, он употребляется в главных схемах и соответвует размыканию транзисторного ключа.

Кроме режима работы для эксплуатации полевых транзисторов имеет значение то, каким образом транзистор включен в каскад усиления (как поданы питающие напряжения на его электроды, в какие цепи включены нагрузка и источник сигнала). Так же как и для биполярных транзисторов, тут различают три главных метода (рис. 2-1.8): схема с общим истоком (ОИ), схема с общим стоком (ОС) и схема с общим затвором (ОЗ).

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ru

Рис. 2-1.8. Схемы включения полевых транзисторов (направления токов соответствуют активному режиму работы)

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ruДля полевых транзисторов стопроцентно сохраняется понятие класса усиления в том же виде, в каком оно описано в подразделе Классы усиления для биполярных транзисторов. Отличие только в том, что аспектом нахождения транзистора в режиме усиления тут служит наличие потока зарядов через канал от истока к стоку.

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ru

Режимы работы и схемы включения полевых транзисторов - club155ru

< Предшествующая Последующая >

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: