Полевые транзисторы с изолированным затвором

Полевой транзистор с изолированным затвором – это полевой транзистор, затвор которого оделен от канала в электрическом отношении слоем диэлектрика. Их называют МДП – транзисторами (рис. 33).

Рис. 33 МДП-транзистор

Если в качестве диэлектрика используется окись кремния, то транзисторы называют МОП - транзисторами.

Существуют две разновидности транзисторов с изолированным затвором: полевые транзисторы с встроенным каналом и с индуцированным каналом (рис.34 и 35).

Рис. 34 МДП-транзистор со встроенным каналом типа-n

Рис. 35 МДП-транзистор с индуцированным каналом типа-p

В обоих типах используются поверхностные каналы. Управление величиной тока в них осуществляется изменением удельной проводимости канала (концентрацией основных носителей в нем) с помощью электрического поля затвора.

МДП – транзистор с встроенным каналом, может работать при любой полярности напряжения на затворе.

При Uз = 0 ток Iс имеет отличную от нуля величину. Если к затвору приложить положительное напряжение (Uз > 0), то образовавшееся вокруг канала электрическое поле притянет из подложки не основные НЗ электроны, таким образом, в канале увеличится число НЗ и Iс. Этот режим называется режимом обогащения.

Если к затвору приложить отрицательное напряжение (Uз < 0), то отрицательное электрическое поле вытеснит из канала НЗ (электроны) в подложку. Число НЗ в канале уменьшится, уменьшится Iс - это режим обеднения.

Стоковые характеристики МДП – транзистора с встроенным каналом по виду аналогичны стоковым характеристикам ПТ с управляющим p-n переходом, отличаются от них разными полярностями напряжения Uзи.

Uзи отс – напряжение на затворе, при котором Iс становится равным нулю.

В МДП с индуцированным каналом проводящий канал появляется только при определенной полярности и определенной величине напряжения затвор – исток, которое называется пороговым напряжением. Таким образом, МДП – транзистор может работать только в режиме обогащения.

Полевые транзисторы характеризуются следующими параметрами:

- к р у т и з н а – показывает управляющее действие затвора при Uси = const, мА/В

Iс

S = -----------;

Uзи

- в н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е (Ri) – характеризует степень влияния на стоковый ток выходного стокового напряжения при Uзи = const, кОм

Uси

Ri = ------------;

Iс

- с т а т и ч е с к и й к о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я – сравнивает оба напряжения Uси и Uзи по их воздействию на стоковый ток Ic = const, относительные единицы

Uси

M = -------------.

Uзи

М можно рассчитать аналитически М = Ri S.

Эти параметры относятся ко всем типам полевых транзисторов.

По сравнению с биполярными транзисторами полевые транзисторы имеют ряд преимуществ:

– высокое входное сопротивление;

- высокие значения коэффициента усиления Кт и Км;

- высокую температурную стабильность;

- низкий уровень шумов;

- нечувствительность к радиационным излучениям.

Недостатки:

- низкая крутизна;

- большая входная емкость;

- низкий коэффициент усиления по напряжению;

- чувствительность к электростатическому напряжению.

Выводы

1. Полевой транзистор, затвор которого оделен от канала в электрическом отношении слоем диэлектрика называют МДП – транзистором.

2. Если в качестве диэлектрика используется окись кремния, то транзисторы называют МОП – транзисторами.

3. Полевые транзисторы с изолированным затвором бывают двух типов: со встроенным каналом и с индуцированным каналом.

4. Основными параметрами полевого транзистора с изолированным затвором являются: крутизна, внутреннее сопротивление и статический коэффициент усиления.

5. Преимущества полевых транзисторов по сравнению с биполярными: высокое входное сопротивление; высокие значения коэффициента усиления Кт и Км; высокую температурную стабильность; низкий уровень шумов; нечувствительность к радиационным излучениям.

6. Недостатки полевых транзисторов, ограничивающие их использование: низкая крутизна; большая входная емкость; низкий коэффициент усиления по напряжению; чувствительность к электростатическому напряжению.

Контрольные вопросы

1. Какие транзисторы называют МДП-транзисторами, а какие МОП-транзисторами?

2. Какие типы полевых транзисторов с изолированным затвором вы знаете?

3. Перечислите основные параметры полевых транзисторов с изолированным затвором. Что они обозначают?

4. Каковы ососбенности полевых транзисторов по сравнению с биполярными транзисторами?

Дата добавления: 2014-01-06