1.4.2. Мдп - транзисторы.

В отличии от полевых транзисторов с p-n переходом, в которых затвор имеет непосредственный электрический контакт с близлежащей областью проводящего канала, в МДП- транзисторах затвор изолирован от указанной области слоем диэлектрика. Поэтому МДП - транзисторы относят к классу полевых транзисторов с изолированным затвором.

МДП транзисторы (металл- диэлектрик- полупроводник) выполняют из кремния. Как диэлектрик используют окисел кремния SiO2. Отсюда другое название МОП - транзисторы (металл- окисел- полупроводник). Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное сопротивление транзистора Ом.

Принцип действия МДП - транзистора основан на эффекте изменении проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопроводящим каналом транзисторов. МДП - транзисторы выполняются двух типов: со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

МДП - транзисторы со встроенным каналом (рисунок 1.34).

а) b) c)

1. С каналом n-типа

2. С каналом p-типа

3. С каналом p-типа и выводом от подложки

Рисунок 1.34

Подложка (П) может соединяться с истоком, а может и не иметь вывода.

Стоковые характеристики по виду близки к характеристикам полевого транзистора с p-n переходом. При =0 через прибор протекает ток, определяемый исходной проводимостью канала. На начальном участке падение напряжения в канале мало, зависимость близка к линейной. Увеличение приводит к сужению проводящего канала, что уменьшает крутизну нарастания тока. При дальнейшем увеличении напряжения сток-исток канал сужается до минимума, что ограничивает нарастание тока и появлению пологого участка характеристики.

Стоко - затворная характеристика располагается в двух квадрантах. При поле затвора оказывает отталкивающее действие на электроны- носители заряда в канале, что приводит к уменьшению их концентрации в канале и уменьшению проводимости канала. Поэтому при стоковые характеристики располагаются ниже. Такой режим называется режимом обеднения. При поле затвора притягивает электроны в канал из p-слоя. Концентрация носителей заряда в канале увеличивается, проводимость канала возрастает, характеристики располагаются выше - режим обогащения.

МДП - транзисторы с индуцированным каналом (рисунок 1.35).

а) b) c)

1. С каналом n-типа

2. С каналом p-типа

3. С каналом p-типа и выводом от подложки

Рисунок 1.35

Стоковые характеристики, , близки по виду соответствующим характеристикам - транзистора со встроенным каналом. Отличие в том, что управление током транзистора осуществляется лишь напряжения одной полярности. При =0, ток стока тоже равен нулю.

Стоко - затворная характеристика при располагается в одном квадранте и имеет лишь режим обогащения.

МДП - транзисторы широко применяются в интегральном исполнении. Микросхемы на МДП транзисторах обладают хорошей технологичностью, низкой стоимостью, способностью работать при более высоком напряжении питания, чем микросхемы на биполярных транзисторах.