В этой группе транзисторов затвор представляет собой тонкую пленку металла, изолированную от полупроводника, в котором формируется проводящий канал. В зависимости от вида изоляции различают МДП и МОП – транзисторы.
Исток и сток формируют в сильно легированных областях полупроводника. Как МДП, так и МОП – транзисторы могут быть выполнены с каналом p- и n-типов. Канал в этой группе транзисторов может быть встроенным (т.е. созданным при изготовлении) и индуцированным (т.е. наводящимся под влиянием напряжения, приложенного к затвору).
На рис.13а изображен МДП – транзистор со встроенным каналом n-типа, соединяющим исток и сток (n + - области). Эти области образованы в подложке – полупроводнике р-типа.
С З И С
n-канальные
n З П
n+ n+
И б)
p С
П р-канальные
З
а) подл. И в)
Iс mA Ic mA Uзи=1В
10 Uси=15В 10
Uзи=0
Uси=10В
5 5 д)
г) Uзи=-1В
-2 -1 0 1 2 Uзи,В 5 10 Uси,В
Рис.13
В зависимости от полярности напряжение U зи, приложенное к затвору относительно истока, может обедняться и обогащаться основными носителями – электронами. При отрицательном напряжении на затворе U зи электроны выталкиваются из области канала в подложку, канал обедняется носителями, и ток I с снижается. Положительное напряжение на затворе втягивает электроны из подложки в канал и I с через канал возрастает. В отличие от полевого транзистора с p-n-переходом, МДП – транзистор со встроенным каналом может управляться как
отрицательным, так и положительным напряжением, что отражено на его передаточных и выходных характеристиках (рис.13г,д).
Полевой транзистор с изолированным затвором
И индуцированным каналом
Этот вид транзистора отличается от предыдущего тем, что при отсутствии напряжения на затворе канал отсутствует (рис.14). Подача на затвор отрицательного напряжения не изменяет картины. Если же на затвор подать положительное напряжение больше порогового U зи > U зи пор, то созданное им электрическое поле “втягивает” электроны из n + областей, образуя тонкий слой n-типа в приповерхностной области р-подложки (рис.14а).
З
И С С
 |
n+ n+
П
З
p И
П б)
а)
Iс mA Iс mA
U"зи>U'зи
Uзи>Uзи пор.
Uзи=0
0 Uзи пор. Uзи,В 0 Uси,В
в) г)
Рис.14
Этот слой соединяет исток и сток, являясь каналом n-типа. От подложки канал изолируется возникшим обедненным слоем.
Таким образом, полевые транзисторы с индуцированным n -каналом, в отличии от транзисторов со встроенным каналом, управляются только положительным сигналом U зи > U зи пор. Значение U зи пор .≈ 0,2 ÷ 0,1 В.
Значительно больше пороговое напряжение у транзисторов с индуцированным р-каналом. Значение U зи пор .≈ -(2 ÷ 4) В. Управляются они отрицательным входным сигналом (рис.15в).
З
И С С
p+ p+
П
З
n И
П а) б)
Iс mA Iс mA Uзи= -10В
10 10 Uзи= -6В
Uзи= -4В
5 5
0 -2 -4 Uзи, В 0 5 10 - Uси, В
в) г)
Рис.15
Преимущество полевых транзисторов:
1. Высокое входное сопротивление для транзисторов с p-n- переходом 106 ÷ 109 Ом, а для МДП или МОП транзисторов 1013 ÷ 1015 Ом.
2. Малый уровень собственных шумов, нет рекомбинационного шума.
3. Высокая устойчивость против температурных и радиоактивных воздействий.
4. Высокая плотность расположения элементов при изготовлении интегральных схем.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 194.
