Полевой транзистор (ПТ) — это устройство, которое использует электрическое поле для управления проводимостью канала между источником (source) и стоком (drain). Основные принципы его работы можно понять через несколько ключевых моментов.

Структура полевого транзистора

Полевые транзисторы бывают различных типов, но основные элементы, общие для всех:

Канал - полупроводниковый материал, через который протекает ток.Источник (Source) - электрод, через который подается ток в канал.Сток (Drain) - электрод, через который ток покидает канал.Управляющий электрод (Gate) - электрод, на который подается управляющее напряжение, чтобы изменять проводимость канала.

Канал может быть n-типа (с легированием доноров) или p-типа (с легированием акцепторов), в зависимости от типа транзистора.

Принципы работы

Управляющее поле: На управляющий электрод подается напряжение. Это напряжение создает электрическое поле в области канала.

Изменение проводимости: В зависимости от величины и полярности напряжения на затворе происходит следующее:

Для n-канального ПТ: Когда на затвор подается положительное напряжение, электрическое поле вызывает притяжение электронов из источника к области затвора, формируя дополнительный канал (область инверсии) из электронов в изолированном p-типе. Это увеличивает проводимость канала, и ток может стекать от стока к истоку.Для p-канального ПТ: Когда на затвор подается отрицательное напряжение, электроны отталкиваются, а в области затвора начинают концентрироваться дыры (акцепторные вещества), что также формирует проводящий канал.

Метод управления током: Проводимость канала пропорциональна величине управляющего напряжения. Увеличивая напряжение на затворе, мы можем увеличить ток, протекающий через канал, и наоборот — уменьшая, блокируем ток.

Ключевые моментыМеталл-оксид-полупроводник (MOSFET) – один из наиболее распространенных типов полевых транзисторов, который использует изолированный от канала затвор (обычно с использованием тонкого слоя оксида).Отсутствие физического контакта: Полевые транзисторы не нуждаются в сквозном токе на затворе для управления проводимостью канала, что делает их более энергоэффективными по сравнению с биполярными транзисторами.Заключение

Полевые транзисторы являются важнейшими элементами современной электроники, позволяя управлять большими токами и напряжениями с помощью малых управляющих сигналов. Управляющее поле на затворе непосредственно изменяет проводимость канала, что и позволяет реализовать функции переключения и усиления.