|
Читайте также: |
Современные интегральные логические элементы, микросхемы памяти микропроцессоры и микроконтроллеры часто построены на полевых транзисторах типа “металл-окисел-полупроводник” (МОП) с индуцированным каналом. Эскиз, поясняющий устройство такого транзистора может иметь вид: Основу транзистора составляет подложка — пластина полупроводника с примесной (например типа p) проводимостью. На подложке в непосредственной близости друг от друга сформированы области истока и стока имеющие прмесную проводимость противоположного типа (в нашем случае типа n). При этом между стоком и подложкой и истоком и подложкой образуются p-n-переходы. Поверхность подложки между истоком и стоком покрыта тонким слоем диэлектрика — двуокись кремния. На внешнюю поверхность диэлектрика нанесен тонкий слой металла — затвор. На схемах полевой транзистор рассмотренной структуры изображают следующим образом: Предположим вначале, что затвор соединен с подложкой следующим образом: В этом случае цепь сток-исток можно рассматривать как два диода соединенные последовательно и встречно: Сопротивление такой цепи имеет порядок 109 Ом, т.е. практически бесконечно — транзистор закрыт. Подадим далее на затвор положительный потенциал относительно подложки, используя следующую схему: Затвор при этом получает положительный заряд, который взаимодействует с носителями тока в подложке, стока и истока. Понятно, что дырки подложки будут отталкиваться от затвора, а электроны стока и истока напротив притягиваться к затвору в результате конфигурация p-n переходов в транзисторе меняется, они приближаются друг к другу. Если напряжение затвор-подложка превысит некоторое пороговое значение, то все дырки будут вытеснены из-под затвора, а области стока и истока сомкнутся, образуя индуцированный канал n-типа. Эскиз этого состояния транзистора имеет вид: В этом случае сток-исток можно рассматривать как линейное электрическое сопротивление. Его величина зависит от напряжения затвор-подложка и может в пределе достигать сотен и даже десятков Ом (в мощных транзисторах до долей Ома). В таком режиме транзистор открыт. Кроме МОП транзисторов с индуцированным каналом n-типа существуют симметричные или как говорят комплементарные им транзисторы с индуцированным каналом p-типа. По конструкции они аналогичны, но имеют подложку типа n и открываются отрицательным напряжением затвор-подложка. Условное обозначение МОП транзисторов с индуцированным каналом имеет вид: Входная цепь рассмотренных транзисторов представляет собой по сути дела конденсатор структуры МОП (“металл-окисел-полупроводник”). С одной стороны это очень удобно т.к. входная цепь практически не потребляет от внешней схемы активного тока и мощности. С другой стороны это вынуждает принимать меры против воздействия на транзистор статического электричества т.к. пробивное напряжение этого МОП конденсатора всего 30÷50В. Типичное значение электростатического потенциала В реальных схемах цепи затвор-подложка и сток-исток МОП транзисторов обычно питаются от общего источника. В этих условиях свойства транзистора и его работоспособность существенно зависят от соотношения потенциалов на его электродах. Здесь возможно превращение линейной вольтамперной характеристики открытого канала в нелинейную, а также отпирание внутренних p-n-переходов транзистора. Последний режим является аварийным и не должен использоваться на практике.
27 МОП – транзистор с встроенным каналом
Структура аналогична как с индуцированным, но перед тем, как делать подзатворный диэлектрик, проводится ещё одна диффузия доноров для n-канальных транзисторов или акцепторов для р-канальных транзисторов, чтобы создать встроенный канал.
Расстояние между истоком и стоком - мкм и менее.
На этом участке расположена узкая слаболегированная полоска кремния (n-типа) - канал.
Электрод затвора перекрывает подложку между областями. Он изолирован от подложки также тонким слоем диэлектрика (0,05 -0,3мкм), также пленка двуокиси кремния.
Теперь у транзистора есть ток даже при нулевом напряжении на затворе, и есть возможность управлять им.
В зависимости от полярности напряжения, приложенного к затвору (относительно истока), канал может обедняться или обогащаться носителями заряда (электронами).
При отрицательном напряжении на затворе электроны проводимости выталкиваются из области канала в объем полупроводника подложки. При этом канал обедняется носителями заряда, что ведет к уменьшению тока в канале.
При U3И < 0 и других значений напряжений U3И <UПOP канал между стоком и истоком отсутствует, в цепи стока течет пренебрежительно малый ток стокового перехода.
Положительное напряжение на затворе способствует втягиванию электронов проводимости из подложки в канал. В этом режиме, а это режим обогащения, ток канала возрастает.
Таким образом, в отличие от ПТ с p-n переходами транзистор с изолированным затвором может работать с нулевым, отрицательным или положительным напряжением на затворе.
30 Диоды в полупроводнике.
Формирование диодных структур в пп микроэлектронике не выполняется. В качестве диода используют транзистор, структура выводы которого скомутированы таким образом что транзистор выполняет функции диода. В зависимости от способа коммутации каждая из структур будет иметь свои параметры в зависимости от технических и других параметров.
Существует 5 способов включения.
1В качестве переключателя используется база – эмиттер коллектор переходит закорачиваясь на базу.
2 В качестве переключателя использовать база – эмиттер, коллекторный контакт формирован или не включен в схему.
3В качестве перехода используются база – коллектор
4 В качестве перехода используют, база – коллектор. Эмитер
5 Эимтер закорочен с коллектором в качестве диода используются 2 паролельных включателя p – n перехода.
Дата добавления: 2015-11-28; просмотров: 146 | Нарушение авторских прав