Принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n-переходом

Рис 1.7.2.1. Устройство и принцип работы полевого транзистора

Электрическое сопротивление канала между истоком и стоком зависит от толщины канала (см. рис 1.7.2.1). Толщина канала может уменьшаться за счет изменения ширины p-n -перехода. Ширина p-n -перехода зависит от приложенного к нему обратного напряжения, то есть изменяется при изменении отрицательного напряжения затвор-исток .

Изменяя напряжение затвор-исток, можно управлять электрическим сопротивлением канала. При подаче положительного напряжения между стоком и истоком под действием электрического поля возникает дрейф основных носителей зарядов в канале n-типа от стока к истоку.

В результате приложения положительного напряжения между стоком и истоком изменяется электрическое поле в теле полупроводника, что приводит к изменению конфигурации p-n -перехода – будет наблюдаться вытягивание запирающего слоя по направлению к стоку.

Объясняется данный процесс следующим образом. Если не учитывать сопротивление канала, можно считать, что потенциал у стока соответствует напряжению . Тогда для p-n- перехода потенциал на переходе у стока будет определяться величиной и тем самым увеличивается потенциальный барьер на переходе и его ширина. В тоже самое время потенциал у истока остается неизменным и определяется напряжением .

Приложение положительного напряжения вызывает не только протекание тока стока по каналу, но и изменение конфигурации самого канала. Значение тока стока определяется сопротивлением канала.

Ток затвора обусловлен движением неосновных носителей зарядов через обратно смещенный электронно-дырочный переход. Ввиду незначительной концентрации неосновных носителей заряда ток затвора мал.

Током стока можно управлять напряжением затвор-исток . При некотором значении напряжения ширина перехода может возрасти до такой величины, что весь канал будет перекрыт. При этом ток стока будет равен нулю и транзистор запирается.

Напряжение , при котором транзистор запирается, называется напряжением отсечки .

Как отмечалось выше, увеличение ширины электронно-дырочного перехода также происходит и при возрастании напряжения сток-исток . Можно предположить, что при этом также возможно полное запирание канала.

Практически полного запирания канала не наблюдается, то есть в цепи стока протекает некоторый ток. Это связано с тем, что возрастание напряжения сток-исток приводит к вытягиванию запирающего слоя в направлении стока и при этом всегда остается некоторая конечная толщина канала.