Полевые транзисторы. Состояние ЭЭС характеризуется параметрами режима и параметрами ЭЭС. Условные графические изображения полевых транзисторов с p-n переходом и каналами n- и p-типа с указанием полярности рабочих напряжений и положительных направлений токов, страница 5

Транзистор со стороны электродов С и И представляет собой два встречно включённых p-n перехода и ток через него отсутствует. Если к затвору приложить отрицательное напряжение относительно подложки, соединённой с истоком, то в области подложки под затвором вначале образуется обеднённый слой вследствие выталкивания электронов. При дальнейшем увеличении отрицательного напряжения на затворе свободные дырки из подложки притягиваются в приповерхностный слой. При некотором отрицательном напряжении на затворе, называемом пороговым, концентрация дырок в приповерхностном слое становится больше концентрации электронов, происходит инверсия типа проводимости приповерхностного слоя. Образуется канал p-типа, соединяющий области p⁺-типа – сток и исток. Если между стоком и истоком приложить отрицательное напряжение U_си, то при наличии канала будет протекать ток, обусловленный движением дырок от истока к стоку. Для образования канала на затворе относительно подложки (истока) должно быть отрицательное напряжение |U_зи|>|U_пор|. При протекании тока стока потенциал канала, прилегающего к затвору, становится более отрицательным. При некотором напряжении U_си<U_пор потенциал канала становится равным U_пор относительно затвора, канал у стока перекрывается. Ток стока при дальнейшем увеличении не возрастает – участок насыщения. При большем по абсолютной величине напряжении U_зи ток насыщения увеличивается, а переход из линейного режима в режим насыщения тока происходит при больших напряжениях U_си. На рис.6 приведено семейство стоковых характеристик транзистора с индуцированным каналом p-типа.

Рис.6. Стоковые характеристики МДП-транзистора с индуцированным  каналом p-типа

Через транзистор протекает ток только в режиме обогащения, когда напряжение на затворе более отрицательное, чем U_пор. Перегиб характеристик происходит, когда напряжение U_си превышает по абсолютной величине |U_зи|-|U_пор|.

Вид канала для характерных точек ВАХ изображён на рис.7.

Если, например, пороговые напряжения транзистора с индуцированным каналом p-типа U_пор=-5В, то при U_зи=-7В переход от линейного участка к участку насыщения тока стока – перекрытие канала у стока – происходит при U_си=U_зи-U_пор=-7В-(-5В)=-2В, так как у стока напряжение на затворе относительно канала равно пороговому: U_зс=U_зи-U_си=-7В-(-2В)=-5В=U_пор. Если же U_зи=-10В, то напряжение перекрытия канала U_си=-10В-(-5В)=-5В.

Сток-затворная характеристика транзистора приведена на рис.8.

Рис.8.Сток-затворная характеристика МДП-транзистора с индуцированным каналом p-типа.

Сток-затворная характеристика снимается при фиксированном напряжении U_си. При увеличении напряжения на стоке (по модулю) сток-затворная характеристика идёт более круто, при уменьшении более полого, во всех случаях проходя через точку 7 – [U_зи=U_пор; I_с=0].

Зависимость тока стока от напряжений на затворе и стоке описывается выражением

                                                                     (1)

Это выражение справедливо для МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналом при достаточно малых напряжениях на стоке, когда эффект перекрытия канала проявляется слабо. Для транзисторов с встроенным каналом вместо U_пор используется U_отс. Коэффициент S_уд измеряется в  и называется удельной крутизной. Удельная крутизна прямопропорциональна  подвижности носителей в канале, ширине канала (поэтому мощные МДП-транзисторы с относительно большой шириной канала обладают большей крутизной) , и обратнопропорциональна длине канала и толщине диэлектрика, изолирующего затвор. Последнее обстоятельство наряду с очень большим входным сопротивлением обуславливает необходимость применения специальных мер при хранении и пайке МДП-транзисторов, т.к. пробой тонкого слоя диэлектрика возможен при простом прикосновении к затвору.