Действия МОП-транзистора с индуцированным каналом

Физические процессы в структуре и принцип

Рассмотрим n – канальный МОП транзистор обогащённого типа, включённый по схеме с общим истоком. Пусть подложка накоротко соединена с истоком и заземлена, а между стоком и истоком подано небольшое положительное напряжение V_СИ > 0. Поинтересуемся, как будет изменяться ток стока I_С при повышении напряжения на затворе V_ЗИ от нуля до некоторого положительного значения, превышающего пороговое напряжение МОП- структуры полевого транзистора V_T.

При V_ЗИ < V_T концентрация электронов в подзатворной области очень мала, проводящий канал между истоком и стоком отсутствует. Всё напряжение V_СИ падает на обеднённой области стокового p-n перехода, который оказывается включённым в обратном направлении. В выходной цепи стока течёт малый обратный ток стокового p-n перехода (подпороговый ток стока).

При V_ЗИ > V_T исток и сток транзистора оказываются соединёнными проводящим каналом (рис. 6а). Заполнение канала электронами происходит очень быстро благодаря инжекции из n⁺ области истока в подзатворную область. В цепи стока будет протекать некоторый ток I_С. При заданном напряжении V_СИ > 0 проводимость канала и, следовательно, ток стока зависят от напряжения на затворе V _ЗИ. Удельный заряд инверсного слоя выражается равенством

, (1)

где С_ОХ = ε_ОХ·ε_О/Х_ОХ – ёмкость, приходящая на единицу поверхности плоского конденсатора с диэлектрической прослойкой из диоксида кремния толщиной Х_ОХ. В микроэлектронике величину С_ОХ называют удельной ёмкостью подзатворного окисла и измеряют в Ф/см². При Х_ОХ = 0,1 мкм С_ОХ = 3,45·10^-8 Ф/см². Изменяя напряжение V_ЗИ, можно управлять током I_С в управляемой цепи стока. При этом в управляющей цепи исток-затвор переменная составляющая тока весьма мала (постоянная составляющая исток - затворного тока для МДП-транзисторов строго равна нулю). Следовательно, МОП – транзистор способен усиливать управляющий сигнал по мощности и тем самым играть роль активного элемента цепи.

Дата добавления: 2014-11-18