МОП-транзистор с индуцированным каналом

МОП-транзистор с индуцированным каналом имеет подложку с зонами противоположной проводимости для стока и истока, перекрытыми тонким слоем диэлектрика (SiO₂), на котором установлен затвор.

Для n-канального МОП-транзистора при приложении положительного напряжения U_ЗИ вблизи затвора индуцируется токопроводящий канал n-типа. Образование канала можно объяснить, исходя из того, что электроны – неосновные носители заряда – из подложки «притягиваются» к положительному потенциалу затвора, образуя область проводимости n-типа.

Для р-канального МОП-транзистора канал р-типа индуцируется при подаче на электроды напряжений противоположных полярностей по отношению к транзистору n-типа.

Подложка транзистора обычно соединена с истоком или, если предусмотрен ее отдельный вывод, может подключаться к источнику напряжения ниже (выше), чем напряжение истока n-канального (р-канального) транзистора. При подаче такого дополнительного напряжения на подложку относительно истока она начинает действовать как дополнительный затвор, уменьшающий ток стока.

Стоковые характеристики МОП-транзисторов с индуцированным каналом аналогичны стоковым характеристикам ПТ с управляющим p-n-переходом.

МОП n-канальный транзистор

МОП p-канальный транзистор

 

Рис. 11.4. МОП-транзисторы: условное обозначение, структура
и стоково-затворные характеристики

 

Основным достоинством МОП-транзисторов является их высокое входное сопротивление (ток через изолированный затвор практически не течет).

Общим недостатком МОП-транзисторов является их чувствительность к статическому электричеству (выходят из строя при напряжении U_ЗИ > 20 В).

Недостаток МОП-транзисторов с индуцированным каналом заключается в необходимости работы с напряжением одной определенной полярности.

 

МОП-транзисторы со встроенным каналом

МОП-транзистор со встроенным каналом отличается от МОП-тран-зистора с индуцированным каналом лишь тем, что зоны истока и стока соединены токопроводящим каналом, содержащим некоторое количество основных носителей, соответствующих этим зонам. Наиболее часто встречаются транзисторы со встроенным каналом n-типа. В МОП-транзисторе со встроенным каналом на затвор может подаваться напряжение обеих полярностей. При подаче положительного напряжения электроны «втягиваются» в n-канал, тем самым обогащая его основными носителями заряда (режим обогащения). При подаче отрицательного напряжения электроны из канала «выталкиваются» в подложку, тем самым канал будет обедняться основными носителями заряда (режим обеднения).

 

 

Рис. 11.5. Структура МОП-транзистора со встроенным каналом n-типа

 

Стоково-затворные характеристики такого транзистора смещены по горизонтальной оси и располагаются в районе нулевых значений U_ЗИ.

 

 

Рис. 11.6. Стоково-затворная характеристика МОП-транзистора
со встроенным каналом n-типа (U_ЗИН – напряжение затвор – исток насыщения)

 

Стоковые характеристики отличаются только наличием значений ±U_ЗИ.

 

Рис. 11.7. Стоковая характеристика МОП-транзистора со встроенным каналом n-типа

Статические дифференциальные параметры

Полевых транзисторов

1. Крутизна стоково-затворной характеристики – это отношение приращения тока стока к приращению напряжения затвор – исток при постоянном напряжении сток – исток: при U_СИ = const.

2. Внутреннее дифференциальное сопротивление – это отношение приращения напряжения сток – исток к приращению тока стока при постоянном напряжении затвор – исток: при U_ЗИ = const.

3. Коэффициент усиления по напряжению – это отношение приращения напряжения сток – исток к приращению напряжения затвор – исток при постоянном токе стока: при I_C = const.

 

О токе стока

 

В справочных данных часто указывается разность между напряжением U_ЗИ и напряжением отсечки U_ОТС. Поэтому ток стока принято определять выражением при U_ЗИ – U_ОТС = const. В результате на стоковых характеристиках принято выделять линейный участок, на котором I_С ~ (U_ЗИ – U_ОТС), и участок насыщения, на котором I_С ~ (U_ЗИ – U_ОТС)².

 

 

Рис. 11.8. Участки стоковой характеристики МОП-транзистора

 

Более точно линейный участок стоковой характеристики характеризуется выражением , а участок насыщения – выражением , где – некоторый коэффициент, зависящий от температуры.

Для насыщения ПТ требуется достаточно большое значение U_СИ, при котором получают максимальный I_С при данной величине U_ЗИ. Именно этот участок стоковой характеристики используется в источниках тока и усилителях на ПТ.

 

Контрольные вопросы к лекции

 

1. В чем заключается принцип работы ПТ с управляющим p-n-переходом?

2. Чем отличаются МОП-транзисторы с индуцированным каналом от ПТ с управляющим p-n-переходом?

3. Чем отличаются МОП-транзисторы со встроенным каналом от МОП-транзисторов с индуцированным каналом?

4. Что характеризуют статические дифференциальные параметры ПТ?

ЛЕКЦИЯ 12

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Индуцированными каналами разных типов
2. Ключ на КМОП – транзисторах с индуцированным каналом
3. Снятие статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом