В работе исследуется транзистор КП303 с каналом n-типа. На боковую поверхность канала нанесены слои полупроводника электронной электропроводности – затвор 2. Между затвором 3 и каналом образуется р-n-переход, обедненный слой которого сосредоточен главным образом в объеме канала, выполняемого из материала с низким содержанием примеси. От канала сделаны выводы 3 и 4 – сток и исток. Исток И обычно заземляют, а на сток С подают напряжение, при котором основные носители заряда устремляются к нему (рисунок 51).

В транзисторе с каналом n-типа на сток подается положительное напряжение, а на затвор – напряжение, при котором переход затвор-канал закрыт, и тока не проводит.

Выходной ток полевого транзистора – ток стока IС зависит от напряжения на стоке UСИ и с его ростом увеличивается. Кроме того, ток стока IС зависит от напряжения на затворе UЗ-И, которое управляет глубиной проникновения обедненного слоя 5 в объем канала, а, следовательно, его поперечным сечением.

При напряжении UСИ = 0 напряжение UЗИ вызывает уменьшение поперечного сечения канала (рис. 51 а) и увеличение его сопротивления. Появление напряжения UСИ изменяет конфигурацию обедненного слоя, причем сечение канала с приближением к стоку уменьшается, поскольку увеличивается разность потенциалов между затвором и каналом. При некотором напряжении UСИ, определенном для каждого значения напряжения UЗИ, обедненный слой смыкаются (точка А на рис.51 б) и наступает насыщение. Напряжение UСИ = UСИ нас. называют напряжением насыщения. При UЗИ=0 напряжение насыщения максимально.

Рисунок 51.

Рисунок 52.

Рисунок 53.

Увеличение напряжения UСИ приводит к смещению точки А в направлении истока (рис 52,в). Ток IC поддерживается за счет впрыскивания основных носителей канала в обедненную область точно так же, как в коллекторном переходе биполярного транзистора. При дальнейшем увеличении напряжения UCИ происходит пробой и выход транзистора из строя.

Стоко-затворная характеристика полевого транзистора (рис.53 а), снимаемая при постоянном напряжении UСИ, позволяет определить напряжение отсечки UЗИ отс, при котором ток стока становится равным нулю, и начальный ток стока IС нач, протекающий через канал при UЗИ=0.

Таким образом, выходной ток полевых транзисторов в отличие от биполярных транзисторов определяется напряжением на затворе UЗИ, при этом ток затвора близок к нулю, поскольку это обратный ток p-n- перехода. Аналитически стоко-затворная характеристика выражается уравнением

IC=f(UЗИ) при UСИ=const. (61)

На рисунке (52 б) показано семейство стоковых характеристик полевого транзистора, представляющих собой ряд зависимостей тока стока IС от напряжения между стоком и истоком UСИ для ряда постоянных напряжений на затворе UЗИ:

IС=f(UСИ) при UЗИ = const. (62)

Основными параметрами полевого транзистора являются крутизна стоко-затворной характеристики S и активная выходная проводимость g22И.

Крутизна S показывает, на сколько миллиампер изменится ток стока IС при изменении напряжения на затворе UЗИ а 1В и постоянном напряжении между стоком и истоком UСИ, т.е.

S = ΔIC/ΔUЗИ при UСИ= const (63)

Этим параметром определяются усилительные свойства прибора. Обычно крутизну измеряют или рассчитывают для режима, соответствующего линейному участку стоко-затворной характеристики. Для этого строят треугольник АВС (рис 52 а), по которому находят приращение тока ΔIC и напряжения ΔUЗИ, и по формуле (63) рассчитывают крутизну S.

При изучении температурной зависимости основных параметров полевого транзистора часть установки, показанную на рисунке 53, а именно полевой транзистор КП303Г, помещали в муфельную печь. Затем, меняя температуру в печи, проводили измерения статических характеристик полевого транзистора.

Оборудование:

1. транзистор КП303Г

2. прибор комбированный цифровой Щ 4300

3. блоки питания БСП-Б

4. амперметр АВО-5М1.

5. муфельная печь

6. соединительные провода.

Таблица.1. Некоторые табличные данные для полевого транзистора КП 303Г.