Полевой Транзистор

Полевой Транзистор в Энциклопедическом словаре:
Полевой Транзистор - (канальный транзистор) - транзистор, в которомизменение выходного тока происходит под действием перпендикулярного емуэлектрического поля, создаваемого входным сигналом. Имеет структуруполупроводника с электронно-дырочным переходом, контакта металл -полупроводник либо структуру металл - диэлектрик - полупроводник.Применяется для усиления сигналов по мощности и напряжению.

Определение «Полевой Транзистор» по БСЭ:
Полевой транзистор - канальный транзистор, полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. Протекание в П. т. рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (электронами или дырками), поэтому такие приборы называются униполярными (в отличие от биполярных). По физической структуре и механизму работы П. т. условно делят на 2 группы. Первую образуют П. т. с управляющим р-n-переходом (см. Электронно-дырочный переход) или переходом металл - полупроводник (т. н. барьером Шотки, см. Шотки эффект), вторую - П. т. с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл - диэлектрик - полупроводник).
В последних в качестве диэлектрика используют окисел кремния (МОП-транзистор) или слоистые структуры, например SiO₂ - Al₂O₃ (МАОП-транзистор), SiO₂ - Si₃N₄ (МНОП-транзистор) и др. К П. т. с изолированным затвором относят также П. т. с т. н. плавающим затвором и П. т. с накоплением заряда в изолированном затворе (их применяют как элементы электронной памяти). В П. т. в качестве полупроводника используют в основном Si и GaAs, в качестве металлов, образующих переход, - Al, Mo, Au. П. т. созданы в 50-70-е гг. 20 в. на основе работ американских учёных У. Шокли, С. Мида, Д. Канга, М. Аталлы и др.
В П. т. 1-й группы (рис., а и б) управляющим электродом (затвором) служит полупроводниковый или металлический электрод, образующий с полупроводником канальной области р-n-переход или переход металл - полупроводник. На затвор подаётся напряжение, уменьшающее ток, который протекает от истока к стоку: при увеличении этого напряжения область пространственного заряда перехода (обеднённая носителями заряда) распространяется в канальную область и уменьшает проводящее сечение канала. При некотором значении напряжения затвора, т. н. напряжении отсечки U_oт, ток в приборе прекращается.
В П. т. с изолированным затвором (рис., б) управляющий металлический электрод отделен от канальной области тонким слоем диэлектрика (0,05-0,20 мкм). Канал может быть либо образован технологическим способом (встроенный канал), либо создан напряжением, подаваемым на затвор в рабочем режиме (индуцированный канал). В зависимости от этого прибор имеет передаточную характеристику соответственно вида I или II (см. рис., в).
П. т. широко применяют в электронной аппаратуре для усиления электрических сигналов по мощности и напряжению. П. т. - твердотельные аналоги электронных ламп, они характеризуются аналогичной системой параметров - крутизной характеристики (0,1-400 ма/в), напряжением отсечки (0,5-20 в), входным сопротивлением по постоянному току (10¹¹-10¹⁶ ом) и т.д.
П. т. с управляющим р-n-переходом обладают наиболее низким среди полупроводниковых приборов уровнем шумов (являющихся в основном тепловыми шумами) в широком диапазоне частот - от инфранизких до СВЧ (коэффициент шума лучших П. т. < 0,1 дб на частоте 10 гц и ∼ 2 дб на частоте 400 Мгц). Мощность рассеяния П. т. такого типа может достигать нескольких десятков вт. Их основной недостаток - относительно высокая проходная ёмкость, требующая нейтрализации её при большом усилении. В П. т. с переходом металл - полупроводник достигнуты наиболее высокие рабочие частоты (максимальная частота усиления по мощности лучших П. т. на арсениде галлия > 40 Ггц).
П. т. с изолированным затвором обладают высоким входным сопротивлением по постоянному току (до 10¹⁶ ом, что на 2-3 порядка выше, чем у др. П. т., и сравнимо с входным сопротивлением лучших электрометрических ламп). В области СВЧ усиление и уровень шумов у этих П. т. такие же, как и у биполярных транзисторов (предельная частота усиления по мощности около 10 Ггц, коэффициент шума на частоте 2 Ггц около 3,5 дб и динамический диапазон > 100 дб), однако они превосходят последние по параметрам избирательности и помехоустойчивости (благодаря строгой квадратичности передаточной характеристики). Относительная простота изготовления (по планарной технологии) и схемные особенности построения позволили использовать их в больших интегральных схемах (БИС) устройств вычислительной техники (например, созданы БИС, содержащие > 10 тыс. МДП-транзисторов в одном кристалле).
Лит.: Малин Б. В., Сонин М. С., Параметры и свойства полевых транзисторов, М., 1967; Полевые транзисторы, пер. с англ., М., 1971; Зи С. М., Физика полупроводниковых приборов, пер. с англ., М., 1973.
В. К. Невежин, О. В. Сомов.
Схематическое изображение полевых транзисторов
с управляющим р-n-переходом (а), с управляющим переходом металл - полупроводник (б), с изолированным затвором (в) и их переходные характеристики: 1 - затвор; 2 - область канала; 3 - область пространственного заряда; 4 - исток; 5 - сток; 6 - диэлектрик; 7 - полупроводник с проводимостью р-типа; 8 - полупроводник с проводимостью n-типа; I_c - ток стока; E_c - постоянное напряжение источника тока в цепи стока; U₃ - напряжение затвора; U_oт - напряжение отсечки; e_c - напряжение усиливаемого сигнала; Е_з - напряжение начального смещения рабочей точки; R_н - сопротивление нагрузки; зачернены области металлических покрытий; стрелками (в канальной области) показано направление движения электронов.

Полевой Горох    Полевой Транзистор    Полевой Устав