Полевой транзистор с изолированным затвором

Полевые транзисторы с изолированным затвором называют также МОП-транзисторами или МДП-транзисторами. Эти сокращенные названия указывают на их структуру металл — окисел—полупроводник или металл — диэлектрик — полупроводник.

Эти названия указывают на то, что между затвором из проводящего материала

— металла — и проводящего канала из полупроводника имеется изолирующий слой. Однако для уменьшения контактной разности потенциалов иногда вместо затвора из металла применяют затвор из поликристаллического проводящего кремния.

Имеется две основные разновидности полевых транзисторов с изолированным затвором: транзисторы с встроенным каналом и транзисторы с индуцированным каналом.

МОП-транзистор с встроенным каналом. Схематическое строение транзистора с встроенным каналом показано на рис.1.5.14. Приложенное к затвору отрицательное напряжение отталкивает электроны во встроенном канале n-типа. В результате создается обедненный слой в верхней части полупроводника между изолирующей прокладкой из окисла и проводящим каналом. МОП-транзистор с встроенным каналом чаще всего используется в режиме обеднения. Для транзистора с n-каналом это соответствует подаче отрицательного напряжения на затвор. Его характеристики при этом не отличаются от характеристик транзистора с управляющим

р-п переходом, имеющим канал такого же типа. Так как затвор изолирован, то на него можно подавать не только напряжения, уменьшающие ток стока (отрицательные для канала п-ти па и положительные для ка нала р-типа), но и напряжения обратной полярности.

Рис.1.5.14. МОП-транзистор с встроенным каналом n-типа.

Рис. 1.5.15. Структура МОП-транзистора с индуцированным каналом n-типа: а - напряжение на электродах отсутствует; б— на затвор и сток подано положитель­ное напряжение относительно истока и соединенной с ним подложки.

Первый режим называется режимом обеднения, а второй — режимом обогащения.

МОП-транзистор с индуцированным каналом. Строение тран­зистора с индуцированным n-каналом показано на рис. 1.5.15.,а. В отсутствие напряжения на затворе сильно легированные n- области истока и стока образуют вместе с подложкой два включен­ных навстречу диода. Поэтому приложение напряжения между истоком и стоком не вызывает существенного тока. При некотором положительном напряжении на затворе индуцируется проводящий канал за счет притяжения к изолирующей прокладке затвора электронов из р-материала подложки. Хотя электроны в подложке не являются основными носителями, проводящий канал состоит только из основных носителей — электронов.

Напряжение затвор — сток МОП-транзистора, работающего только в режиме обогащения, при котором образуется проводящий канал и ток стока достигает заданного низкого значения, назы­вается пороговым напряжением полевого транзистора и обознача­ется и₃ипор. Обычно пороговое напряжение полевых транзисто­ров с индуцированным каналом лежит в пределах и₃ипор 1—6 В.

Идеализированные стоковые характеристики МОП-транзистора с индуцированным каналом n-типа показаны на рис.1.5.16. От ре­альных они отличаются тем, что имеют в области насыщения ну­левой наклон.

Штриховая линия на рис. 1.5.16 отделяет линейную область от области насыщения.

Рис. 1.5.16. Идеализированные стоковые характеристики МОП-транзистора с каналом n-типа (и_зипо1р = 5 В)

Рис. 1.5.17. Условные обозначения полевых транзисторов:

а —полевой транзистор с р-п переходом, канал р-типа;

б — то же с каналом n-типа,

в— МОП-транзистор с встроенным каналом р-типа;

г — то же с каналом п-типа;,:

д — МОП-транзистор с индуцированным каналом р-типа;

е — то же с каналом п-типа.

Дата добавления: 2015-07-08