Полевые транзисторы со встроенным каналом
|
Структура полевого транзистора со встроенным каналом представляет собой полупроводник с высоким удельным сопротивлением (называется подложкой), где созданы две пространственно разнесенные сильно легированные области с нанесенными металлическими электродами - сток и исток. Между стоком и истоком в приповехностном слое подложки создается канал с тем же типом проводимость, что и сток и исток. |
|
Поверхность подложки между стоком и истоком покрывается пленкой диэлектрика, на которую сверху наносится металлический электрод - затвор.
По структуре используемых материалов -Металл-Диэлектрик-Полупроводник - полевые транзисторы с изолированным затвором также называют МДП транзисторами.
Полевые транзисторы в основном изготавливаются на основе кристалла кремния, при этом диэлектрическая пленка под электродом затвора создается окислением поверхности подложки. То есть получается следующая структура затвора-Металл-Окисел-Полупроводник - и транзисторы с изолированным затвором называют МОП транзисторами.
Наличие встроенного проводящего канала
(как и для случая полевого транзистора
с правляющим электронно-дырочным
переходом рассматривается схема
включения с общим истоком) приводит к
тому, что при нулевом напряжении на
затворе существует некоторый начальный
ток стока (ток
).
Уменьшение напряжения на затворе приводит к снижению концентрации носителей заряда в канале и, соответственно, к снижению тока стока.
Увеличение напряжения на затворе вызывает повышение концентрации свободных носителей заряда в канале и рост тока стока.
Соответственно транзистор работает в
режиме обеднения (
),
либо в режиме обогащения (
).
Статические выходные характеристики
и характеристики передачи полевого
транзистора со встроенным
-каналам
приведены на рис. и рис. соответственно.
|
Рис. |
Рис. |
Полевые транзисторы с индуцированным каналом
|
Как и ранее рассмотрим включение полевого транзистора в схему с общим истоком. При этом на сток подается положительное напряжение. При отсутствии напряжения на затворе начальный ток сток незначителен, так как он определяется током обратно смещенного электронно-дырочного перехода (те током неосновных носителей). |
|
|
При отсутствии напряжения на электродах транзистора в теле полупроводника существуют два электронно-дырочных перехода
|
Повышение
напряжения на затворе (
|
)
создает электрическое поле, которое
проникает в подложку и приводит вначале
к обеднению основными носителями
тонкого слоя непосредственно под
затвором (в рассматриваемом случае
дырками).
При некотором значении напряжения на затворе, получившем название порогового, под затвором возникает слой с определенной концентрацией электронов (инверсный слой). Тем самым образуется канал между истоком и стоком и в цепи стока начинает протекать ток, обусловленный движением электронов.
Дальнейшее увеличение напряжения на
затворе (
)
приводит как к увеличению поперечного
сечения канала, так и концентрации
электронов в нем и, следовательно, тока
стока.
Ток затвора очень мал, так как он определяется током утечки через диэлектрик.
|
Подача положительного напряжения на сток вызывает протекание тока стока, а также изменение конфигурации электронно-дырочного перехода.
|
При некотором напряжении на стоке (Uси Нас) происходит практически полное перекрытие сечения индуцированного канала и ток стока далее не возрастает.
|
Выходные статические характеристики
транзистора с индуцированным каналам
аналогичны характеристикам транзистора
с управляющим электронно-дырочным
переходом (рис. ). Статические характеристики
передачи полевых транзисторов с
индуцированным каналом начинаются со
значения
.
|
Рис. |
Рис. |
Общим для полевых транзисторов является их высокое входное сопротивление постоянному и переменному току, малый уровень шумов, нелинейность (квадратичность) характеристики передачи, практически полное разделение входной и выходной цепей, отсутствие эффекта накопления неосновных носителей.
Среди полевых транзисторов наиболее стабильны, имеют более низкий уровень шумов транзисторный с управляющим электронно-дырочным переходом.
При работе полевых транзисторов в режиме усиления используются участки выходных вольт-амперных характеристик в области насыщения. Полевые транзисторы характеризуются следующими малосигнальными параметрами:
крутизной
внутренним сопротивлением
коэффициентом усиления
Малосигнальные параметры полевых транзисторов связаны следующим соотношением:
Типичные значения коэффициента усиления полевых транзисторов составляют 50-200.
Система обозначений для полевых транзисторов установлена ОСТ 11336-919-81. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код. Для полевых транзисторов второй элемент кода–букваП.
|
|
Например: КП310А
|
