Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Лекция 22. Назначение, устройство, Принцип
РАБОТЫ ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ, ХАРАКТЕРИСТИКИ. 1. Полевой транзистор со встроенным каналом. В таких полевых транзисторах затвор отделён от полупроводникового канала тонким слоем диэлектрика. Иначе эти приборы называют МДП – транзисторами (от слов металл – диэлектрик – полупроводник) или МОП- транзисторы (от слов металл – оксид – полупроводник), так как диэлек-триком служит обычно слой диоксида Si . Принцип устройства полевого транзистора со встроенным каналом показан на рис. 7.7, а. Основанием служит кремниевая пластинка с электропроводимостью типа p. В ней созданы две области с электро-проводимостью типа с повышенной проводимостью. Эти области являются истоком и стоком. От них сделаны выводы. Между истоком и стоком имеется тонкий приповерхностный канал с электропроводи-мостью n типа. Длина канала от стока до истока обычно единицы мкм, а его ширина – сотни мкм и более. Толщина Si 0,1 ÷ 0,2 мкм. Сверху над диэлектрическим слоем расположен затвор в виде тонкой метал-лической плёнки. Кристалл МДП транзистора обычно соединён с истоком, а его потенциал принимают за 0 – так же как и потенциал истока. Иногда от кристалла сделан отдельный вывод. Прибор с такой структурой называют транзистором с собственным (или встроенным) каналом. Работает такой транзистор следующим образом. Если при = 0 приложить между стоком и истоком напряжение, то через канал потечёт ток, представляющий собой поток электронов. Через кристалл ток не пойдёт, так как один из p – n переходов находится под обратным напряжением. При подаче на затвор напряже- ния, отрицательного относительно истока, а, следовательно, и кристалла, в канале создаётся поперечное электрическое поле, под влиянием которого электроны проводимости выталкиваются из канала в области истока и стока и в кристалл. Канал обедняется электронами, сопротив-ление его увеличивается и ток стока уменьшается. Чем больше отрица-тельное напряжение на затворе, тем меньше ток стока. Такой режим транзистора называют режимом обеднения.
Рис. 7.7. Устройство полевого транзистора со встроенным каналом n типа (а) и условное графическое изображение полевых транзисторов со встроенным n каналом (б) и p каналом (в).
Если на затвор подать положительное напряжение, то под действием электрического поля, созданного этим напряжением, из областей истока и стока, а также из кристалла в канал будут приходить электроны. Проводимость канала при этом возрастает и ток стока увеличивается. Этот режим называется режимом обогащения. Выходные характеристики МДП транзистора (рис. 7.8) подобны выходным характеристикам полевого транзистора с управляющим p – n переходом. Эти характеристики показывают, что с увеличением напряжения ток стока сначала растёт довольно быстро, а затем это нарастание уменьшается и почти совсем прекращается, т.е. наступает явление, напоминающее насыщение. Это объясняется тем, что при увеличении напряжения от 0 сначала действует закон Ома и ток возрастает пропорционально напряжению, а затем, при некотором напряжении , канал начинает сужаться, особенно около стока. Так как на p – n переходе между каналом и кристаллом возрастает обратное напряжение, область этого перехода, обеднённая носителями, расширяется и сопротивление канала растёт. Таким образом, ток стока испытывает два взаимно противоположных влияния: при увеличении напряжения ток должен возрастать по закону Ома, но при увеличении сопротивления канала ток уменьшается. Результирующий ток остаётся почти постоянным до такого , при котором наступает электрический пробой на кристалл. Характеристика управления МДП транзистора со встроенным каналом n типа приведена на рис. 7.9.
Рис. 7.8. Выходные характеристики МДП транзистора со встроенным каналом типа n.
Рис. 7.9. Характеристики управления МДП транзистора со встроенным каналом типа n. 2. Полевой транзистор с индуцированным (инверсным) каналом. От предыдущего транзистора транзистор с инверсным каналом отличается тем, что канал возникает только при подаче на затвор напряжения определённой полярности. При отсутствии этого напряжения канала нет, между истоком и стоком типа расположен только кристалл p типа и на одном из p - переходов получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между истоком и стоком велико, т.е. транзистор заперт. Но если подать на затвор положительное напряжение, то под влиянием поля затвора электроны проводимости
Рис. 7.10. Устройство полевого транзистора со встроенным каналом n типа.
будут перемещаться из областей истока, стока и из p области по направлению к затвору. Когда напряжение на затворе превысит некоторое отпирающее (пороговое) значение (единицы вольт), то в при-поверхностном слое концентрация электронов настолько возрастёт, что превысит концентрацию дырок и в этом слое произойдёт так называ-емая инверсия типа электропроводимости, т.е. образуется тонкий канал n типа и транзистор начнёт проводить ток. Чем больше положительное напряжение на затворе, тем больше проводимость канала и ток стока. Таким образом, подобный транзистор может работать только в режиме обогащения (рис. 7.10.). Параметры такого МДП транзистора аналогичны параметрам полевого транзистора с управляющим p – n переходом. Характеристики полевого транзистора с инверсным каналом приведены на рис. 7.11 и на рис. 7.12.
Рис. 7.11 Выходные характеристики МДП транзистора с инжектированным каналом типа n.
Рис. 7.12. Характеристики управления МДП транзистора с инжектированным каналом типа n.
Рис. 7.13. Условное графическое изображение МДП транзисторов с инжектированным каналом типа n (слева) и типа p (справа). Условное графическое изображение МДП транзисторов с инжектированным каналом типа n (слева) и типа p (справа) приведены на рис. 7.13. Полевые транзисторы с изолированным затвором имеют ряд преимуществ в отношении температуры, шумовых и радиационных свойств по сравнению с полевыми транзисторами с управляющим p – n переходом. Сопротивление изоляции затвора представляет собой входное сопротивление постоянному току на низких частотах (НЧ) и достигает ÷ Ом. Входное сопротивление остаётся высоким при любой полярности напряжения на затворе (у полевых транзисторов с управляющим p – n переходом при прямом напряжении на затворе входное сопротивление ничтожно мало). Входная ёмкость может быть меньше 1πФ и предельная частота применения транзистора достигает сотен МГц. Полевые транзисторы применяются в схемах усиления и генерации сигналов.
ТЕМА 8 ФОТОТРАНЗИСТОРЫ.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 64; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.16.66.206 (0.006 с.) |