Транзисторы полевые
Полевой транзистор mosfet с изолированным затвором представляет собой транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Поэтому у транзистора очень большое входное сопротивление (у некоторых моделей оно достигает 1017 Ом).
Ключевые характеристики униполярных транзисторов, которые следует учитывать при выборе подходящего устройства:
управляющее напряжение;
В состоянии разомкнутой цепи — максимальное значение внутреннего сопротивления и допустимого постоянного тока;
Максимально допустимое напряжение в закрытом состоянии — прямого типа.
Разница между униполярным транзистором и биполярным транзистором
МОП-транзисторы управляются электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным к затвору относительно истока. Полярность приложенного напряжения определяется типом канала транзистора (p или n). В отличие от однополярных биполярных транзисторов они управляются током. Электрический ток во всех типах этих полупроводников формируется двумя видами электрических зарядов — электронами и дырками.
В отличие от биполярных транзисторов, полевые (униполярные) транзисторы по своей природе менее шумны в диапазоне низких частот. Эта особенность обеспечивает их эффективную работу в устройствах звукоусиления. МОП-транзисторы используются в схемах усилителей низкой частоты в автомобильных плеерах.
Типы МОП-транзисторов
Униполярные транзисторы классифицируются как p-канальные или n-канальные. Они могут иметь:
Собственный (встроенный) канал. Канал открывается без напряжения. Для закрытия канала необходимо подать ток определенной полярности.
Индукционный (обратный) канал. Он выключен, когда ток не подается. Для его включения подайте напряжение нужной полярности. Для n-канальных транзисторов напряжение запуска положительно по отношению к истоку. Его значение должно быть больше установленного порога для этого транзистора. Для p-канальной модели напряжение затвора, приложенное к затвору, отрицательно по отношению к истоку.
На примере проводящих устройств n-типа представлен принцип работы МОП-транзисторов.
Схемы на униполярных транзисторах с изолированным затвором и проводимостью n-типа включают:
кремниевая подложка. В подложке n-типа на месте решетки кремния находятся отрицательно заряженные атомы и свободные электроны, что достигается введением специальных примесей.
Диэлектрик. Используется для изоляции кремниевой подложки от электрода затвора. В качестве диэлектрика используется оксид кремния.
Вопрос-ответ
Чем полевой транзистор (MOSFET) отличается от биполярного?
Основное отличие заключается в способе управления. Полевые транзисторы управляются напряжением (электрическим полем), приложенным к затвору, что обеспечивает очень высокое входное сопротивление. Биполярные транзисторы, в свою очередь, управляются током. Кроме того, полевые транзисторы производят меньше шума на низких частотах, что делает их предпочтительными для звукоусилительной аппаратуры.
Что такое транзистор со встроенным и индуцированным каналом?
Это два типа полевых транзисторов, различающихся по своему начальному состоянию. Транзистор со встроенным (собственным) каналом открыт по умолчанию (без напряжения на затворе), и для его закрытия нужно подать напряжение определенной полярности. Транзистор с индуцированным (обратным) каналом, наоборот, по умолчанию закрыт, и для его открытия на затвор подается напряжение, превышающее пороговое значение.
Почему у полевых транзисторов MOSFET такое высокое входное сопротивление?
Это связано с их конструкцией. Затвор транзистора электрически изолирован от проводящего канала тонким слоем диэлектрика (обычно оксида кремния). Эта изоляция препятствует протеканию тока через затвор, в результате чего входное сопротивление устройства становится чрезвычайно большим, достигая у некоторых моделей значений до 10¹⁷ Ом.