Общие сведения. Полевыми или униполярными транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которых регулирование тока производится изменением проводимости полупроводника

ПОЛЕВЫЕ (УНИПОЛЯРНЫЕ) ТРАНЗИСТОРЫ

Полевыми или униполярными транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которых регулирование тока производится изменением проводимости полупроводника с помощью электрического поля, перпендикулярного направлению тока. В полевых тран­зисторах область полупроводника, по которой протекает ток, называется каналом.

Устройство полевого транзистора можно объяснить следующим образом. Возьмем полупроводник правильной формы пусть п -типа проводимости. В торцах полупроводника сформируем омические контакты и приложим внешнее напряжение V (рис. 8.1). При этом через полупроводник потечет дрейфовый ток

Рис. 8.1.

электронов I,определяемый выражением:

, (8.1)

где - объемное сопротивление области полупроводника, по которой течет ток т.е. канала, L и S=ad - длина и поперечное сечение канала, а и d –высота и ширина канала.

Из (8.1) вытекает, что дополнительное управление током канала можно изменением его поперечного сечения полупроводника или его удельного сопротивления. На практике реализованы оба способа управления током. Полевые транзисторы, в которых управление потоком основных носителей заряда осуществляется изменением поперечного сечения канала, называются:

- полевыми транзисторами с управляющим р-п переходом и

- полевыми транзисторами с управляющим переходом металл-полупроводник (переходом Шоттки).

Полевые транзисторы, в которых ток канала управляется изменением удельного сопротивления, называются МДП (МОП) – полевыми транзисторами (М-металл, Д-диэлектрик (окисел), П-полупроводник). МДП-транзисторы бывают со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В транзисторах со встроенным каналом канал создается технологически в процессе изготовления транзистора, а в транзисторе с индуцированным каналом канал возникает (индуцируется) в процессе работы транзистора. Отметим также, что полевые транзисторы в зависимости от типа проводимости канала подразделяются на транзисторы с каналом п -типа и каналом р -типа.

Полевой транзистор имеет следующие три электрода: исток (И), через который в канал втекают основные носители тока, сток (С), через который они вытекают из канала, и затвор (З), предназначенный для регулирования потоком носителей тока канала. Полевые транзисторы в ряде устройств работают более эффективно, чем биполярные. Преимуществом полевых транзисторов является также то, что ассортимент полупроводниковых материалов для их изготовления значительно шире, так как они работают только с основными носителями заряда. Благодаря этому возможно создание, например, температуростойких приборов. Большое значение также имеют низкий уровень шумов и высокое входное сопротивление этих транзисторов.

В таблице 1 приведены условно-графические обозначения полевых

Таблица 1

полевые транзисторы с управляющим переходом и каналом п -типа
полевые транзисторы с управляющим переходом и каналом р -типа
МДП полевые транзисторы со встроенным каналом п -типа
МДП полевые транзисторы со встроенным каналом р -типа
МДП полевые транзисторы с индуцированным каналом п -типа
МДП полевые транзисторы с индуцированным каналом р -типа

Условно-графические обозначения полевых транзисторов.

транзисторов. В обозначениях четвертый вывод соответствует выводу подложки (П), направление стрелки определяет тип проводимости канала.

Для изготовления полевых транзисторов, в основном, применяется кремний. В последние годы для создания СВЧ полевых транзисторов широко используется арсенид галлия с затвором на основе перехода металл-полупроводник и гетероструктурные затворы на основе соединений арсенида галлия.

Дата добавления: 2015-05-06