場地 （單極) 晶體管是一種具有三個輸出並通過施加到控制電極 (快門） 電壓。調節後的電流流過源漏電路。
這種三極管的想法大約在 100 年前出現，但直到上世紀中葉才有可能實現實際實施。上世紀 50 年代，場效應晶體管的概念得到發展，並於 1960 年製造出第一個工作樣品。要了解此類三極管的優缺點，您需要了解它們的設計。
場效應管器件
單極晶體管根據器件和製造技術分為兩大類。儘管控制原理相似，但它們的設計特徵決定了它們的特性。
p-n結單極三極管
這種現場工作人員的設備類似於傳統的設備 半導體二極管 並且，與雙極親戚不同，它只包含一個過渡。 p-n 結晶體管由一種導體（例如 n）的板和另一種半導體（在本例中為 p）的嵌入區域組成。
N層形成一個通道，電流通過該通道在源極和漏極之間流動。柵極引腳連接到 p 區。如果將電壓施加到使過渡偏向相反方向的柵極，則過渡區擴大，相反，溝道橫截面變窄，並且其電阻增加。通過控制柵極電壓，可以控制通道中的電流。 晶體管 也可以用p型溝道，然後用n型半導體形成柵極。
這種設計的特點之一是晶體管的輸入電阻非常大。柵極電流由反向偏壓結的電阻決定，為單位或幾十納安的恆定電流。在交流電上，輸入電阻由結電容決定。
由於高輸入電阻，組裝在此類晶體管上的增益級簡化了與輸入設備的匹配。此外，在單極三極管工作過程中，沒有電荷載流子的複合，這導致低頻噪聲降低。
在沒有偏置電壓的情況下，通道寬度最大，通過通道的電流最大。通過增加電壓，可以實現通道完全阻塞時的這種狀態。該電壓稱為截止電壓（Uts）。
FET 的漏極電流取決於柵源電壓和漏源電壓。如果柵極電壓是固定的，隨著 Us 的增加，電流首先幾乎呈線性增長（ab 部分）。當進入飽和狀態時，電壓的進一步增加實際上不會導致漏極電流增加（bc 部分）。隨著柵極阻斷電壓電平的增加，在 Idock 值較低時會發生飽和。
該圖顯示了針對多個柵極電壓的一系列漏極電流與源極和漏極之間的電壓。很明顯，當 Us 高於飽和電壓時，漏極電流實際上只取決於柵極電壓。
這可以通過單極晶體管的傳輸特性來說明。隨著柵極電壓的負值增加，當柵極達到截止電壓電平時，漏極電流幾乎線性下降至零。
單極絕緣柵三極管
場效應晶體管的另一種版本是帶有絕緣柵的。這種三極管稱為晶體管。 TIR （金屬-介電-半導體），外文名稱- MOSFET.以前這個名字被取了 MOS （金屬氧化物半導體）。
襯底由某種導電類型（在本例中為 n）的導體製成，通道由不同類型的導電率（在本例中為 p）的半導體形成。柵極通過一層薄薄的電介質（氧化物）與襯底隔開，並且只能通過產生的電場影響溝道。在負柵極電壓下，產生的場將電子從溝道區轉移，層變得耗盡，並且其電阻增加。相反，對於 p 溝道晶體管，施加正電壓會導致電阻增加和電流減小。
絕緣柵晶體管的另一個特點是傳輸特性的正部分（對於 p 溝道三極管為負）。這意味著可以向柵極施加一定值的正電壓，這將增加漏極電流。該系列的輸出特性與具有 p-n 結的三極管的特性沒有根本區別。
柵極和襯底之間的介質層很薄，所以早期生產的 MOS 晶體管（例如，國內 KP350) 對靜電極為敏感。高壓刺穿薄膜，破壞晶體管。在現代三極管中，已採取設計措施來防止過電壓，因此實際上不需要靜電預防措施。
單極絕緣柵三極管的另一個版本是感應溝道晶體管。它沒有內置通道；在柵極沒有電壓的情況下，從源極到漏極的電流將不會流動。如果向柵極施加正電壓，則由它產生的電場會從襯底的 n 區“拉動”電子，並為電流在近表面區域中流動創建通道。由此可以清楚地看出，這種晶體管取決於通道的類型，僅由一個極性的電壓控制。這可以從它的通道特性看出。
還有雙柵晶體管。它們與通常的不同之處在於它們有兩個相等的門，每個都可以由一個單獨的信號控制，但它們對通道的影響是總和。這種三極管可以表示為兩個串聯的普通晶體管。
場效應管開關電路
場效應晶體管的範圍與 雙極.它們主要用作增強元件。雙極三極管用於放大級時，具有三個主要的開關電路：
- 與一個共同的收集器（射極跟隨器);
- 有共同的基礎；
- 與一個共同的發射器。
場效應晶體管以類似的方式開啟。
共用排水管的方案
具有公共排水管的方案（源追隨者)，就像雙極三極管上的射極跟隨器一樣，不提供電壓增益，而是假設電流增益。
該電路的優點是輸入阻抗高，但在某些情況下它也是一個缺點——級聯對電磁干擾變得敏感。如有必要，可以通過打開電阻器 R3 來降低 Rin。
共門電路
該電路類似於普通基極雙極晶體管的電路。該電路提供良好的電壓增益，但沒有電流增益。與具有共同基礎的包含一樣，此選項很少使用。
共源電路
用於打開具有公共源的場三極管的最常見電路。它的增益取決於電阻 Rc 與漏極電路中的電阻之比（可以在漏極電路中安裝一個附加電阻來調節增益)，並且還取決於晶體管特性的陡峭程度。
此外，場效應晶體管被用作受控電阻。為此，在線性部分內選擇工作點。根據這一原理，可以實現受控分壓器。
在這種模式下的雙柵極三極管上，您可以實現，例如，用於接收設備的混頻器 - 接收到的信號被饋送到一個門，而另一個 - 本振信號.
如果我們接受歷史螺旋式發展的理論，我們就能看到電子學發展的規律。從電壓控制的燈開始，技術已經轉向需要電流來控制的雙極晶體管。螺旋已經完全轉了個彎——現在單極三極管占主導地位，它和燈一樣，在控制電路中不需要功耗。將看到循環曲線將進一步走向何方。到目前為止，沒有場效應晶體管的替代品。
類似文章：
