Полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом

Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП) со встроенным каналом. Принцип действия, вольтамперные характеристики, режимы работы.

Вопрос

У мдпт со встроенным каналом канал уже реализован физически и не меняется при изменеии тока затвора как у мдпт с ик Транзистор может работать в двух режимах: - обеднения, - обогащения

В полевых транзисторах с изолированным затвором последний отделен от полупроводника диэлектриком. Структура такого транзистора показана на рис.4.6.

Рис. 4.6

Здесь, кроме электродов исток, сток и затвор, имеется еще один электрод (так называемый «подложка»), напряжение на котором также может менять свойства транзистора.

Если напряжение на затворе относительно истока отрицательно, то имеет место явление обеднения канала (уменьшение числа носителей заряда): в данном случае электроны выталкиваются из канала в p - область, что приводит к уменьшению тока через канал; при положительном же напряжении затвор-исток наоборот имеет место обогащение канала электронами, пришедших в канал из областей p и n+, что приводит к увеличению тока через канал. Таким образом этот полевой транзистор может работать и при положительных и при отрицательных значениях напряжения затвор-исток. При этом ток через затвор не протекает, так затвор изолирован от канала.

На принципиальных схемах полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом в соответствии с типом проводимости канала обозначается в виде, показанном на рис.4.7

Рис. 4.7

Примерный вид семейств выходных ВАХ данного транзистора изображен на рис.4.8,а; передаточные свойства транзистора показаны на рис. 4.8,б в виде сток–затворной характеристики. Здесь также режим отсечки характеризуется некоторым отрицательным значением UЗИ, ОТС.

Рис. 4.8

Эти характеристики справедливы для случая, когда электрод подложки соединен с истоком. Если этот электрод используется для управления током стока, то тогда его называют «нижним затвором», причем механизм этого управления аналогичен управлению самого затвора.

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

Вид ВАХ этого типа транзистора отличается от предыдущих тем, что ток возникает при положительных напряжениях uЗИ > UЗИ, ПОР, где UЗИ, ПОР - напряжение отпирания транзистора. Примерный вид стоковых и сток–затворных ВАХ транзистора с индуцированным каналом представлены на рис.4.11.

45 вопрос Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП) с индуцированным каналом. Принцип действия, вольтамперные характеристики.

МДП-транзистор с индуцированным каналом: принцип действия, пороговое напряжение, модуляция проводимости канала. с индуцированным каналом (обогащенного типа).

Канал может быть n-типа или р-типа.

В транзисторах этого типа затвор отделен от полупроводника (канала) слоем диэлектрика. Если используется двуокись кремния SiO2, то транзисторы обозначают аббревиатурой МОП. 1) принцип действия Канал формируется во время работы транзистора. До некоторого порогового напряжения UПОР канал отсутствует и транзистор закрыт. Режим обогащения. На затвор подается отрицательное напряжение по отношению к истоку. Под действием электрического поля электроны выталкиваются из подзатворной области, канал обогащается носителями р-типа и образуется канал, начинает протекать ток стока. В основе работы МДП транзистора лежит эффект управления поверхностной проводимостью и поверхностным током с помощью затвора 2) Пороговое напряжение - До некоторого напряжения Uпор канал отсутствует и транзистор закрыт. 3) модуляция проводимости канала. Модуляция это изменения проводимости канала под действием отрицательного напряжения на затворе по отношению к истоку в режиме обогащения Режим обогащения. На затвор подается отрицательное напряжение по отношению к истоку. Под действием электрического поля электроны выталкиваются из подзатворной области, канал обогащается носителями р-типа и образуется канал, начинает протекать ток стока.

Вольт-амперные характеристики (ВАХ) МДП-транзистора с индуцированным каналом.

В первоначальный момент ток Iси увеличивается прямопропорционально росту напряжения Uси. Этот участок получил название омическая область (на нем все подчиняется закону Ома). Затем, когда ширина канала достигает почти максимальных значений, ток Iси практически не увеличивается. Этот участок называют активной областью

Когда Uси превышает свой порог (напряжение пробоя PN-перехода), структура полупроводника безвозратно разрушается, и он сгорает.

Дата добавления: 2015-04-24