МДП-полевой транзистор с индуцированным каналом п-типа

Приведенная на рисунке 9.1 структура МДП-полевого транзистора соответствует транзистору с индуцированным каналом. Между стоком и затвором канал в этом транзисторе отсутствует. Поэтому, если даже приложит между стоком и затвором напряжение V_СИ > 0 (рис. 9.4, а), то при V_ЗИ = 0 ток стока будет практически

а) б)

Рис. 9.4. Структура МДП транзисторов с индуцированными каналами п -типа (а) и р-типа (б) и их электрическая схема включения.

отсутствовать, так как на пути тока у стоковой области создается обратно включенный р-п переход. Если теперь приложить напряжение V_ЗИ > 0, то под действием электрического поля затвора к приповерхностной области полупроводника под диэлектриком затвора начинают втягиваться из глубины полупроводника неосновные носители заряда – электроны. С ростом напряжения V_ЗИ при его значении V_ЗИ = V_ЗИпор происходит инверсия проводимости: в приповерхностной области затвора проводимость полупроводника из р -типа становится п -типа проводимости. Таким образом, между стоком и истоком индуцируется канал (на рисунке 9.4 граница индуцированного канала с подложкой обозначен штриховой линией) и в цепи стока потечет ток истока I_C, обусловленный дрейфовым движением электронов от истока к стоку.

Из общих рассуждений следует, что ток стока зависит как от напряжения на затворе V_ЗИ, так и от напряжения на стоке V_СИ. Отсюда следует, что работа этого транзистора как и транзистора с управляющим р-п переходом, будет описываться двумя семействами характеристик: стоко-затворной при и выходной при .

На рисунке 9.5, а представлены стоко-затворные (передаточные) и на рисунке 9.5, б – выходные вольтамперные характеристики МДП-транзистора с индуцированным каналом п -типа. Как видно из рисунка 9.5, а при V_ЗИ > V_ЗИпор ток стока растет, что обусловлен обогащением канала транзистора с ростом V_ЗИ неосновными носителями тока и увеличением его проводимости. Рост напряжения V_СИ смещает характеристику вправо в сторону увеличения тока стока.

Выходные характеристики (рис. 9.5, б) аналогичны характеристикам полевых транзисторов с управляющим р-п переходом. При малых напряжениях V_СИ ток стока практически линейно растет с ростом V_СИ - имеем омический участок. Однако при некотором V_СИ = V_СИгр наступает участок насыщения тока стока. Как и в случае полевых транзисторов с управляющим р-п переходом,

а) б)

Рис.9.5. Статические стоко-затворные (а) и выходные (стоковые) (б) характеристики МДП полевого транзистора с индуцированным каналом п -типа.

насыщение тока стока обусловлено сужением и дальнейшим перекрытием канала в стоковом конце за счет расширения р-п перехода в область канала. Действительно, за счет протекания тока стока вдоль канала создается распределенное падение напряжения V(x), которое максимально в стоковом конце и равно V_СИ. Это напряжение, суммируясь с напряжением V_ЗИ, смещает р-п переход в обратном направлении, что и сужает ширину канала. Механизм протекания тока стока через перекрытый канал в стоковом конце практически такой же, как и в полевых транзисторов с управляющим р-п переходом (см.раздел 8.2).

В случае МДП-транзистора с индуцированным каналом р -типа (рис. 9.4, б) имеем аналогичные физические процессы и статические вольтамперные характеристики, только меняются термины электроны на дырки и наоборот, а также меняются полярности приложенных напряжений на электродах и направление тока стока.

Дата добавления: 2015-05-06