场效应晶体管

场效应（单极）晶体管分为带控制 p-n 结（图 1）和带隔离栅极的晶体管。具有控制 p-n 结的场效应晶体管器件比双极晶体管更简单。

在 n 沟道晶体管中，沟道中的主要电荷载流子是沿着沟道从低电位源移动到高电位漏极的电子，形成漏极电流 Ic。在场效应管的栅极和源极之间施加反向电压，阻断沟道的n区和栅极的p区形成的p-n结。

因此，在n沟道FET中，施加电压的极性如下：Usi>0，Usi≤0。当将阻断电压施加到栅极和沟道之间的 pn 结时（见图 2，a），沟道边界会出现电荷载流子耗尽且具有高电阻的均匀层。

米。 1. 栅极为p-n结和n型沟道的场效应晶体管的结构（a）和电路（b）； 1,2 — 通道和门户区域； 3,4,5 — 来源、流失、监狱的结论

米。 2. Usi = 0 (a) 和 Usi> 0 (b) 时场效应晶体管中的沟道宽度

这导致导电通道的宽度减小。当在源极和漏极之间施加电压时，耗尽层变得不均匀（图2，b），漏极附近的沟道截面减小，沟道的电导率也降低。

FET 的 VAH 特性如图 1 所示。 3. 这里，在恒定栅极电压 Uzi 下，漏极电流 Ic 对电压 Usi 的依赖性决定了场效应晶体管的输出或漏极特性（图 3，a）。

米。 3.输出(a)和传输(b)场效应晶体管的伏安特性。

在特性的初始部分，漏极电流随着 Umi 的增加而增加。随着源极-漏极电压增加到 Usi = Uzap– [Uzi]，沟道重叠并且电流 Ic 停止进一步增加（饱和区）。

负栅源电压 Uzi 导致沟道重叠处的电压 Uc 和电流 Ic 值较低。

电压 Usi 的进一步增加导致栅极和沟道之间的 p-n 结击穿并禁用晶体管。输出特性可用于构造传递特性 Ic = f (Uz)（图 3，b）。

在饱和部分，它实际上与电压 Usi 无关。它表明在没有输入电压（栅极-漏极）的情况下，沟道具有一定的导电性并流过称为初始漏极电流Ic0的电流。

为了有效地“锁定”通道，需要在输入端施加中断电压Uotc。FET 的输入特性——栅极漏极电流 I3 对栅极——源极电压的依赖性——通常不被使用，因为在 Uzi < 0 时，栅极和沟道之间的 p-n 结关闭，栅极电流为非常小 (I3 = 10-8 … 10-9 A)，因此在许多情况下可以忽略不计。

就像在这种情况下 双极晶体管，这些场具有三个开关电路：具有公共栅极、漏极和源极（图 4）。具有控制 p-n 结的场效应晶体管的 I-V 传输特性如图 1 所示。 3、乙。

米。 4. 带控制p-n结的共源场效应晶体管的开关方案

控制p-n结场效应管较双极型场效应管的主要优点是输入阻抗高、噪声低、易于生产、全开沟道压降小。需要在 I 的负区域工作 — V 特性，这使方案复杂化。

技术科学博士，L.A. Potapov 教授