Лабораторная работа №7

Электрические параметры.

Изолированным затвором и каналом n-типа.

КПЗ03А-И

Транзисторы кремниевые диффузионно-планарные полевые с

Крутизна характеристики при UCП=10 В, UЗП=0.
КП303А,Б,Ж	1-4 мА/В
КП303В	2-5 мА/В
КП303Г	3-7 мА/В
КП303Д не менее	2.6 мА/В
КП303Е не менее	4.0 мА/В
КП303И	2-6 мА/В
Напряжение затвор-исток при UСП=10 В, UЗП=0.
КП303А,Б	0.2-2.5 мА
КП303В	1.5-5.0 мА
КП303Г	3.0-12 мА
КП303Д	3.0-9.0 мА
КП303Е	5.0-20 мА
КП303Ж	0.3-3.0 мА
КП303Е	1.5-5.0 мА
Предельные эксплуатационные данные
Напряжение сток-исток	25 В
Напряжение затвор-сток	30 В
Напряжение затвор-исток	30 В
Постоянный ток стока	20 мА
Постоянный ток затвора	5.0 мА
Постоянная рассеиваемая мощность	200 мВт

Полевой транзистор с изолированным затвором

Полевые транзисторы с изолированным затвором называют также МОП-транзисторами или МДП-транзисторами. Эти сокращенные на­звания указывают на их структуру металл—окисел—полупровод­ник или, что фактически то же самое, металл—диэлектрик—провод­ник. Эти на­звания чисто условные. Они указывают на то, что между затвором из проводящего материала — металла — и проводящего ка­нала из полупро­водника имеется изолирующий слой. Однако для уменьшения контакт­ной разности потенциалов иногда вместо затвора из металла применяют затвор из поликристаллического проводящего кремния.

Имеется две основные разновидности полевых транзисторов с изо­ли­рованным затвором: транзисторы с встроенным каналом и транзи­сторы с индуцированным каналом.

МОП-транзистор с встроенным каналом. Схематическое строение транзистора с встроенным каналом показано на рис. 7-1. Приложен­ное к затвору отрицательное напряжение отталкивает электроны во встроенном канале n-типа. В результате создается обедненный слой в верхней части полупроводника между изолирующей прокладкой из окисла и проводя­щим каналом. МОП-транзистор со встроенным каналом чаще всего ис­пользуется в режиме обеднения. Для транзи­стора с n-каналом это соот­ветствует подаче отрицательного на­пряжения на затвор. Его харак­тери­стики (рис. 7-2) при этом не отличают­ся от характеристик транзисто­ра с управляющим p-n - пере­ходом, имеющим канал такого же типа.

Так как затвор изолирован, то на него можно подавать не только напря­жения уменьшающие ток стока (отрицательные для канала n-типа и по­ложительные для канала p-типа), но и напряжения обратной полярности.

Первый режим называется режимом обеднения, а второй режимом обогащения.

МОП-транзистор с индуцированным каналом. Строение транзисто­ра с индуцированным n-каналом показано на рис. 7-3, а. В отсутствие напряжения на затворе сильно легированные n-бласти истока и стока об­разуют вместе с подложкой два включенных навстречу диода. Поэ­тому приложение напряжения между истоком и стоком не вызывает сущест­венного тока. При некотором положительном напряжении на затворе ин­дуцируется проводящий канал за счет притяжения к изо­лирующей про­кладке затвора электронов из p-материала подложки. Хотя электроны в подложке не являются основными носителями, проводящий канал со­стоит только из основных носителей — электро­нов.

Напряжение затвор-сток МОП-транзистора, работающего толь­ко в режиме обогащения, при котором образуется проводящий канал и ток стока достигает заданного низкого значения, называется поро­говым на­пряжением полевого транзистора и обозначается U_{зи пор}. Обычно порого­вое напряжение полевых транзисторов с индуцирован­ным каналом лежит в пределах U_{зи пор} = 1-6 В.

На рис. 7-3, б показана форма индуцированного канала, когда раз­ность потенциалов U_зи-U_си<U_{зи пор}.

На рис. 7-4 показаны семейство стоковых характеристик (а) и стоко-за­творная характеристика (б) МДП транзистора с индуцированным кана­лом n-типа.

Преимуществом МДП-транзисторов перед полевыми транзи­сторами с управляющим р-п переходом являются гораздо боль­шее входное сопро­тивление, достигающее 10¹²—10¹⁴ 0м, сущест­венно меньшие междуэлек­тродные емкости, а также возможность получения большей крутизны (до десятков миллиампер на вольт) за счет уменьшения толщины диэлектри­ческого слоя и других конструктивных мер.

Полевые транзисторы, особенно МДП-транзисторы, получи­ли широ­кое применение в интегральных микросхемах благо­даря более удобной технологии их изготовления, высокому входному сопротивлению, ма­лому собственному шуму, низкой стоимости, возможности работы при более высоких напряжениях, чем биполярные транзисторы, а также большому коэффициенту усиления напряжения и мощности.

1. Термины и обозначения.

Напряжение между стоком и истоком	UСИ
Напряжение между затвором и истоком	UЗИ
Ток стока	IС
Пороговое напряжение полевого транзистора	UЗИ ПОР,
Крутизна характеристики полевого транзистора	S
Максимально допустимое напряжение сток-исток	UСИ МАКС.
Максимально допустимое напряжение затвор-ис­ток	UЗИ МАКС.
Максимально допустимый постоянный ток стока	IС МАКС.
Максимально допустимая постоянная рассеивае­мая мощность полевого транзистора	PМАКС.

2. Цель работы.

2.1. Изучение принципа действия, конструктивных особенностей, харак­теристик и параметров полевых транзисторов с изолированным затвором (ПТИЗ) КП305.

2.2. Наблюдение на осциллографе и снятие семейства выходных ВАХ (I_C=f(U_СИ)) и семейства ВАХ прямой передачи ПТИЗ с индуцированным каналом, включенного по схеме с общим истоком I_C=f(U_ЗИ) при U_СИ=const.

Дата добавления: 2015-05-06