МДН (МОН)- ТРАНЗИСТОРИ З ВБУДОВАНИМ КАНАЛОМ

Польові транзистори з ізольованим затвором мають структуру метал – діелектрик – напівпровідник (МДН) або метал – оксид – напівпровідник (МОН).

У них металевий затвор відокремлений від напівпровідникового каналу тонким шаром діелектрика.

На рис.37 наведена структура МДН-транзистора з вбудованим каналом.

Рисунок 37 – Принцип побудови МДН-транзистора з вбудованим каналом

 

У слаболегованому кристалі кремнію Si р-типу технологічним шляхом утворено канал n-типу і області С та В (n+)

В залежності від полярності напруги U_зв канал збіднюється або збагачується на основні носії заряду внаслідок перерозподілу носіїв у пластині.

При наданні U_св і при U_зв =0 Іс = U_св /R_к (за законом Ома).

При U_зв > 0 електрони затягуються до каналу з ділянок С, В та пластини.

Канал збагачується носіями, R_к зменшується, І_с  збільшується – це режим збагачення.

При U_зв < 0 електрони виштовхуються поперечним електричнім полем з каналу, канал збіднюється на носії заряду, R_к збільшується, І_с  зменшується – це режим збіднення.

Таким чином, МДН – транзистори з вбудованим каналом працюють при Uзв = 0, у режимі збагачення та збіднення каналу носіями.

Іс управляється величиною та полярністю Uзв.               

На рис.38 наведені статичні вольт-амперні характеристики МДН-трнзисторів з вбудованим каналом.

                                            а)                                  б)

Рисунок 38 – Стокові (а) і стокозатворна (б) ВАХ МДН-трнзисторів з вбудованим каналом; І – режим збагачення, ІІ – режим збіднення

МДН (МОН)- ТРАНЗИСТОРИ З ІНДУКОВАНИМ КАНАЛОМ

На рис.39 наведена структура МДН- транзистора з індукованим каналом.

Рисунок 39 - Принцип побудови МДН-транзистора з індукованим каналом n-типу

 

В початковому стані каналу немає. Він виникає (індукується) тільки в процесі роботи транзистору при певній Uзв.

Пластина слабо легована. Опір високий. Крім того виток и стік утворюють з пластиною 2 p-n- переходи увімкнені назустріч, один з яких включений зворотно. Тому при поданні напруги Uсв і при Uзв=0 Іс = 0.

При Uзв<0 не може бути істотної провідності між витоком і стоком, коли до поверхні НП притягаються додаткові дірки, Іс = 0.

При позитивній напрузі на затворі відносно витоку Uзв>0>Uпор поверхневий шар на межі НП з діелектриком збагачується електронами, які притягуються з глибини р-шару (де вони є завдяки тепловій генерації вільних носіїв заряду) до затвору: виникає явище інверсії НП у примежовій зоні, коли р-шар стає n-шаром. Таким чином, між зонами n-шарів наводиться (індукується) канал, по якому може протікати струм.

Такий транзистор діє тільки в режимі збагачення. На рис.40 наведені ВАХ МДН-транзистора з індукованим каналом.

Рисунок 40 - Стокові (а) і стокозатворні (б) ВАХ МДН-трнзисторів

з індукованим каналом

 

Величина Uпор залежить від концентрації домішок в НП та товщини діелектрика (прямо пропорційна).

Переваги польових транзисторів:

- великий вхідний опір Rвх – для унітронів 10⁷ - 10² Ом,

для МДН транзисторів 10¹² - 10¹⁵ Ом;

Він практично дорівнює для унітронів опору зворотно включеного p-n – переходу, а для МДН – опору діелектрика;

- низький рівень власних шумів, тому що у польових транзисторах струм утворюється одним типом носіїв. Це виключає рекомбінацію носіїв, яка є однією з причин шумів у транзисторів;

- висока щільність розташування елементів в кристалі;

- висока термо- та радіаційна стійкість;

- високий коефіцієнт підсилення потужності;

- низька вхідна ємність, високі частотні властивості (для МДН транзисторів).

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

І Чому транзистор навивають "польовим"? Які інші назви він має? Поясніть ці назви.

2 За рахунок якого явища відбувається у польовому транзисторі керування вихідним струмом? Поясніть принцип дії польового транзистора з керуючим переходом.

3 В чому основна відміна у принципі дії польового та біполярного транзисторів?

4 Чи впливав величина вхідногоструму польового транзистора на величину його вихідного струму?

5 Чому польовому транзистору притаманний більший(у порівнянні з біполярним) вхідний опір?

6 Чому малість вхідного струму польового транзистора може вважатися його важливою перевагою перед біполярним транзистором?

7 3 яких двох характерних ділянок складаються вихідні характеристики польового транзистора? Дайте їм пояснення.

8 В якій області об’єму польового транзистора відбувається основне виділення тепла та саморозігрівання?

9 Якими параметрами характеризуються польові транзистори? Чому для їх описання не використовуються -параметри?

10 Чим визначаєтьоя верхня гранична частота польового транзистора?

11 Чому на еквівалентній схемі польового транзистора не зображаються вхідні кола?

12Чому МДН-транзиотор з індукованим -каналом відкривається лише при досить великій негативній напрузі на затворі?

ІЗ Чому в МДН-транзиоторі струм між витоком тастоком йде тільки каналом, а не

замикається черезматеріал підкладки?

ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.

 

ЛЕКЦІЯ № 14 (2 год.)

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1747; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!