этом случае на стоке не стоит ждать дождевую водичку. А можем открыть наполовину, и регулировать поток воды со стока, чтобы при ливне у нас поток воды не смыл грядки и не сделал большую яму в земле. Удобно? Удобно.
[quads id=1]
Так вот, третий вывод полевого транзистора, который соединяется с P полупроводником называется тоже ЗАТВОРОМ и служит как раз для того, чтобы регулировать силу тока в бруске, через который бежит электрический ток ;-) Для этого достаточно подать на него напряжение, чтобы P-N переход был включен в обратном направлении, то есть в нашем случае подать МИНУС относительно ИСТОКА. Вся картина в целом будет выглядеть как-то вот так:
Канал полевого JFET-транзистора
В этом случае, как вы видите на рисунке выше, запрещенный слой увеличивается в глубину бруска и начинает перекрывать дорогу электронам. В результате получается, что ширина «тротуара» для электронов стает меньше, и только некоторые электроны могут достичь назначенной цели, то есть СТОКА. Этот «тротуар» в полевом транзисторе называют каналом.
Так как у нас брусок сделан из N-полупроводника, следовательно и канал тоже у нас N-проводимости. Следовательно, такой полевой транзистор называется N- канальным полевым транзистором с управляющим P-N переходом. На буржуйский манер это звучит как Junction Field-Effect-Transistors или просто JFET. Также неплохо было бы запомнить английские название выводов: Drain — сток,
Source — исток, Gate — затвор.
А что будет, если на Bat2 мы еще больше добавим напряжения? То есть мы сделаем так, чтобы U2>U1. В этом случае у нас запирающий слой еще больше уйдет в брусок. Канал станет еще тоньше. Следовательно, увеличится сопротивление канала, что в свою очередь вызовет уменьшение силы тока через канал:
Если мы еще увеличим напряжение (U3>U2), то заметим, что при каком-то напряжении U3 у нас вообще перестанет течь ток через канал. Запирающий слой ПОЛНОСТЬЮ его перекроет:
Все, приехали… В этом случае мы ПОЛНОСТЬЮ перекрыли канал для дальнейшего движения электронов. А раз движуха электронов закончилась, то откуда взяться электрическому току? Ведь электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц, не так ли? Поэтому через исток-сток электрический бежать не будет.
Как работает полевой JFET-транзистор на практике
Ну что же, приступаем к практике.
В гостях у нас полевой N-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом 2N5485:
Его распиновка будет выглядеть вот так:
В живую он выглядит вот так:
Для того, чтобы проверить писанину, которую вы прочитали, соберем вот такую схемку по рисункам выше:
Для удобства восприятия я нарисовал полевой транзистор, как он выглядит визуально.
Какие же напряжения допускаются при его эксплуатации? Если кому интересно, вот на него даташит . Оттуда я взял безопасное напряжение для его проверки 15 Вольт, поэтому на Bat1 выставляю напряжение в 15 Вольт:
На Bat2 пока что устанавливаю 0 Вольт.
То есть это значит, что напряжение на Затвор-Истоке UЗИ=0 Вольт. А раз 0 Вольт, то
канал у нас полностью открыт и электрончики в N полупроводнике спокойно бегут в одном направлении по своим делам. Но опять же, N полупроводник считается плохим проводником, так как в нем мало электронов. Поэтому, сила тока полностью открытого канала у нас будет 6,2 мА при напряжении в 15 Вольт. Сейчас даже можно
вычислить сопротивление канала из закона Ома. R=U/I=15/6,2×10-3=2,42 КилоОма.
Если сравнивать эту ситуацию с продавцом хот-догов, то у нас это аналогично моменту, когда продавец еще дрыхнет дома:
А давайте добавим напряжение на Bat2 до полувольта.
Смотрим на миллиамперметр
Видели да? Сила тока через сток-исток уменьшилась!
Этот момент аналогичен тому, когда продавец только открыл свою лавку, и первые зеваки начинают тусить возле нее
А давайте еще добавим напряжение на Bat2 до 1 вольта:
Что мы видим на миллиамперметре?
Сила тока через Сток-Исток стала еще меньше! Но почему она стает меньше? Да дело в том, что запирающий слой стает все более толще от напряжения, тем самым уменьшая токопроводящий канал.
Это аналогично, когда продавец начинает уже тихонька напрягаться:
Давайте еще добавим полвольта на Bat2:
Смотрим на миллиамперметр:
Сила тока через канал стала еще меньше!
До какого же значения можно добавлять напряжение на Bat2? Уже при напряжении 2,3 Вольта
Электрический ток через канал полностью перестает бежать.
Канал стает полностью перекрытым.
Ну а этот момент аналогичен, когда продавец настолько напрягся, что перекрыл весь тротуар зеваками:
Дальнейшее увеличение напряжения на Bat2 уже ни к чему не приведет. Всегда
можно подобрать такое обратное напряжение на ЗАТВОРЕ, при котором токопроводящий канал СТОК-ИСТОК будет полностью перекрыт.
Минуточку внимания. Все, что написано выше, мы применяли к N-канальному транзистору. Почему N-канальный, я думаю, вы уже догадались. Его внутреннее строение, как вы уже читали выше в статье, выглядит вот так:
И на схемах такой транзистор изображается вот так:
Р-канальный JFET-транзистор с изолированным PNпереходом
Но есть также и P-канальный полевой транзистор с управляющим P-N переходом. Как вы уже догадались из названия, его канал сделан и полупроводника P-типа. Его внутреннее строение выглядит вот так: