Недостатки бт

Невысокая скорость коммутации. Из-за значительной величины времени запирания БТ не могут переключаться с частотой более 10 кГц.

Возможность теплового пробоя при отсутствии ограничения тока коллектора. Такое возможно и без предварительного электрического пробоя.

Необходимость относительно большого тока базы для включения. Напряжение насыщения цепи эмиттер -- коллектор ограничивает минимальное рабочее напряжение.

Наличие токового "хвоста" при запирании: ток не спадает мгновенно после закрытия транзистора (ток коллектора не спадает мгновенно после снятия тока управления);

Чувствительность к температуре

Помимо всего прочего, биполярный транзистор, как и все силовые полупроводниковые приборы характеризуется предельными параметрами, значение которых не рекомендуется превышать.

это:

максимальные напряжения;

максимальные токи;

максимальная мощность рассеяния.

В 50-е годы XX века началось активное развитие технологий создания полевых транзисторов (ПТ). Сначала широкое распространение получили ПТ с управляющим p-n переходом. В 60-х годах появились (ПТ) с изолированным затвором (ПТИЗ). или (MOSFET)/

Ниже представлены условные обозначения разных типов полевых транзисторов.

Стрелка на условном обозначении указывает направление от слоя p к слою n.

В ПТИЗ используется структура состоящая из металла и полупроводника, разделённых слоем окисла (SiO2). В общем случае структуру называют МДП (металл - диэлектрик - полупроводник).

Если подать на затвор ПТИЗ напряжение положительное относительно подложки, электрическое поле оттолкнёт дырки, находящиеся близко к поверхности затвора вглубь подложки, а электроны притянет. В момент когда на затворе достигается пороговое напряжение, под затвором образуется область, где электронов становится достаточно, чтобы произошла инверсия типа проводимости приповерхностного слоя полупроводника: между n-областями стока и истока образуется индуцированный канал n типа, по которому движутся электроны. Иными словами, ПТИЗ с индуцированным каналом открывается ,если напряжение затвор-исток превышает некоторый пороговый уровень.

В ПТИЗ со встроенным каналом при нулевом напряжении затвор-исток под затвором уже существует специальный инверсный слой, получаемый ионным легированием. Таким образом, проводящий канал сток-исток изначально открыт и управляется напряжением, подаваемым на затвор.

Канал ПТИЗ, как встроенный, так и индуцированный (наведённый), может быть n-типа или p-типа. В n-канальных ПТИЗ, которые в современных устройствах встречаются чаще, чем p-канальные, сток и исток являются сильно легированными n-областями. Подложка --- p-областью.

Птиз обладает следующими достоинствами по сравнению с бт:

ПТИЗ управляется не током, а напряжением. ПТ --- это потенциальный прибор: перевод его из закрытого в открытое состояние и наоборот осуществляется если создать разность потенциалов между затвором и истоком. Таким образом, управление состоянием транзистора производится электрическим полем, а не током. В момент переключения ток в цепи затвора протекает лишь в течение малого промежутка времени. Управление напряжением снижает мощность, необходимую для переключения транзистора из одного состояния в другое.

Скорость выключения ПТИЗ выше, чем у БТ. В базу БТ, в процессе его работы, инжектируются неосновные носители заряда. До того как истечёт время рассасывания этих зарядов транзистор остаётся в открытом состоянии и коллекторный ток сохраняется. После рассасывания неосновных носителей заряда, начинают спадать ток базы и ток коллектора. Для ускорения запирания биполярного транзистора к его базе может быть приложено обратное напряжение, что, однако, усложняет схему.

Параметры ПТИЗ меньше зависят от температуры, чем параметры БТ.

Благодаря использованию многоячеистых интегральных схем в ПТИЗ удаётся значительно снизить пороговое напряжение для преодоления потенциального барьера (контактного поля, о котором говорилось выше) p-n перехода и переключения транзистора в рабочий режим.

Несмотря на наличие недостатков, технологии, используемые при создании ПТИЗ продолжают развиваться.].