4.4. Меп – транзисторы, птшл (опл, зпл)
МЕП-транзисторы относятся к полевым транзисторам, но построены не на основе кремневой электроники (Si), а на основе арсенида галлия (GaAs). Используются свойства арсенида галлия.
1. Удельное сопротивление чистого GaAs в 1000 раз больше удельного сопротивления чистого кремния (вследствие малого количества неосновных (собственных) носителей в GaAs по сравнению с Si). Так что чистый GaAs можно использовать как изолятор, а GaAs с примесями как подложку для полевых транзисторов.
2. Подвижность заряда ( U=V/E, V-скорость, E- напряженность) в GaAs в 5 раз больше, чем подвижность заряда в Si.
Открывается возможность совместить быстродействие биполярных транзисторов (ТТЛ) и большую концентрацию элементов кристалла, связанную с отсутствием выделения тепла полевых транзисторов (КМДПТЛ).
МЕП транзисторы считаются перспективными, но дорогая, сложная и неотработанная технология их изготовления. Да ещё плохая теплопроводность (проблемы отвода тепла).
МЕП транзисторы ещё называют полевыми транзисторами Шотки, а логические схемы ПТШЛ, при этом различают два варианта: ОПЛ (открытая полевая логика), если канал встроен, и транзистор нормально открыт (НО) при Uвх=0,
ЗПЛ (закрытая полевая логика), если канал надо индуцировать (наводить), и транзистор нормально закрыт (НЗ) при Uвх=0.
5. Интегральные схемы (микросхемы)
В кремниевой электронике микросхемы строятся на основе npn – структур и МОП - структур.
Технологические приемы: травление плавильной кислотой (удаление Si), окисление (создание диэлектрика SiO2), диффузия (введение примесей), эпитаксия (наращивание Si, в том числе с примесями)
Общий принцип: в ячейках матрицы используются однотипные транзисторы, различные элементы из транзисторов получают только на последней стадии металлизации (нанесение Al).
5.1. Npn- структуры
В
общем виде это транзистор. Диод – любой
pn – переход (Б-Э или Б-К). Сопротивление
можно получить используя только один
слой: Б-Б, К-К.
Конденсатор: любой закрытый pn-переход. Недостатки:
нельзя менять полярность (а то транзистор откроется)
ёмкость зависит от напряжения (заряды “ отходят” и d – увеличивается
5.2. Моп структуры
Из полевого транзистора можно получить:
1) сопротивление – через канал (И-C), причём толщина канала, а следовательно зависит от приложенного напряжения на затвор. (т.е. сопротивлением можно управлять)
2) конденсатор – между затвором и подложкой (каналом) разделенных диэлектриком
Подложку обычно заземляют “на землю”, а на затворе может быть подан потенциал и положительной, и отрицательной полярности.
Пример инвертора на моп структуре
