Польові транзистори і принцип їх роботи

Польовими транзисторами називаються такі напівпровідникові прилади, принцип роботи яких ґрунтується на модуляції опору поперечним електричним полем напівпровідникового матеріалу.

Відмітна особливість приладів даного типу полягає в тому, що польові транзистори мають високий коефіцієнт посилення напруги і високу входить опір.

У даних пристроїв у створенні електричного струму беруть участь лише носії однотипного заряду (електрони).

Існують польові транзистори двох типів:

- мають структуру МДП, тобто метал, потім слідує діелектрик, потім напівпровідник (МДП) -

- мають керуючий pn-перехід.

До складу самого простого польового транзистора входить пластина, виготовлена з напівпровідникового матеріалу, що володіє одним лише pn-переходом в центрі і невипрямляющімі контактами по краях.

Електрод у такого приладу, за яким до провідного каналу проходять носії заряду, називається витоком, а електрод, за яким електроди виходять з каналу - стоком.

Іноді трапляється, що такі потужні ключові пристрої виходять зі ладу. Тому під час ремонту будь-якої електронної апаратури часто необхідна перевірка польового транзистора.

Для цього необхідно випаять прилад, т.к. на електронній схемі його перевірити не вдасться. І потім, дотримуючись певних інструкцій, приступити до перевірки.

Польові транзистори мають два режими роботи - динамічний і ключовою.

Ключовий режим роботи транзистора - це такий, при якому транзистор знаходиться в двох станах - в повністю відкритому або в повністю закритому. Але при цьому проміжний стан, коли компонент відкритий частково, відсутня.

В ідеальному випадку, коли транзистор "відкритий", тобто знаходиться в так званому режимі насичення, опір між висновками "сток" і "витік" прагне до нуля.

Потужність втрати при відкритому стані представляється твором напруги (рівного нулю) на величину струму. Отже, потужність розсіювання дорівнює нулю.

У режимі відсічення, тобто коли транзистор замкнений, опір його між "стік / витік" -висновки прагне до нескінченності. Теряемая потужність при закритому стані є твором величини напруги на значення струму, рівне нулю. Відповідно, потужність втрати = 0.

Виходить так, що в ключовому режимі потужність втрати транзисторів дорівнює нулю.

На практиці, при відкритому транзисторі, природно, деякий опір "стік / витік" буде присутній. При закритому транзисторі по цих висновків струм невеликої величини все ж протікає. Отже, в статичному режимі потужність втрати в транзисторі мінімальна.

А в динамічному, у разі якщо транзистор закривається або відкривається, його лінійну область форсує робоча точка, де струм, що проходить через транзистор, умовно становить половину струму стоку. Але напруга "стік / витік" найчастіше досягає половини максимальної величини. Отже, динамічний режим транзистора забезпечує виділення величезної потужності втрат, що зводить на "ні" чудові властивості ключового режиму.

Але, у свою чергу, тривале перебування транзистора в динамічному режимі набагато менше, ніж тривалість перебування в режимі статики. В результаті чого коефіцієнт корисної дії транзисторного каскаду, який працює в ключовому режимі, дуже високий і може виявитися від дев`яноста трьох до дев`яноста восьми відсотків.

Польові транзистори, які працюють у вищевказаному режимі, мають достатньо широке застосування в силових перетворювальних установках, в джерелах імпульсного електроживлення, у вихідних каскадах певних передавачів та ін.