Дмоп Транзисторы и igbt (биполярные Транзисторы с изолированным затвором), влияние технологии.

МОП-структура (металл — оксид — полупроводник) — наиболее широко используемый тип полевых транзисторов. Структура состоит из металла и полупроводника, разделённых слоем диоксида кремния (SiO₂). В общем случае структуру называют МДП (металл —диэлектрик —полупроводник). Транзисторы на основе МОП-структур называют полевыми, или МОП-транзисторами. Наиболее распространены транзисторы с индуцированным каналом: у них канал закрыт при нулевом напряжении исток-затвор. Именно их имеют в виду, когда не упоминают тип канала. Гораздо реже встречаются транзисторы со встроенным каналом: у них канал открыт при нулевом напряжении исток-затвор.

· МОП-транзисторы – униполярные приборы, т.е. протекание рабочего тока обусловлено носителями заряда только одного знака (также как и у полевых транзисторов).

· МОП-транзисторы, как и полевые транзисторы являются устройствами, управляемыми напряжением. Напряжение на затворе управляет током от истока к стоку.

· За исключением тока утечки, в МОП-транзисторах отсутствует постоянный ток. Однако для зарядки ёмкости управляющего электрода требуется значительный начальный толчок тока.

IGBT, БТИЗ (Insulated-gatebipolartransistor — биполярный транзистор с изолированным затвором) — трёхэлектродный силовой электронный прибор, используемый, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами.

По своей внутренней структуре IGBT представляет собой каскадное включение двух электронных ключей: входной ключ на полевом транзисторе управляет мощным оконечным ключом на биполярном транзисторе. Управляющий электрод называется затвором как у ПТ, два других электрода — эмиттером и коллектором как у биполярного. Такое составное включение ПТ и БТ позволяет сочетать в одном устройстве достоинства обоих типов полупроводниковых приборов.

Выпускаются как отдельные IGBT, так и силовые сборки (модули) на их основе, например, для управления цепями трёхфазного тока.

Функциональная электроника

Функциональная электроника – одно из направлений твердотельной электроники, охватывающее использования различных физических явлений в твердых средах для интеграции различных схемотехнических функций в объеме одного твердого тела (функциональная интеграция) и создания электронных устройств с такой интеграцией.

В отличие от схемотехнической интеграции функционально простых элементов (резисторов, конденсаторов, транзисторов и т. п.), которые локализованы в различных листах твердого тела и способны выполнять сложные схемотехнические функции лишь в совокупности, например, в составе ИС, включающей в себя также элементы связи (межсоединения), при функциональной интеграции сложны схемотехнические функции и по комбинации могут реализоваться физическими процессами, протекающими во всем рабочем объеме твердого тела.

Переход от схемотехнической интеграции к функциональной позволит устранить значительную часть принципиальных и технологических трудностей, связанных с необходимостью формировать в одном кристалле множество структурных элементов и межсоединений.

Схемотехническая интеграция – это технологическая интеграция.

Функциональная интеграция – это физическая интеграция.

Функциональная интеграция – ориентируется на преимущественное использование волновых процессов и распределенного взаимодействия электромагнитных полей с электронами и атомами в твердых телах.

При создании устройств функциональной электроники могут быть использованы различные материалы –полупроводники, магнитодиэлектрики, пьезоэлектрики, сегнетоэлектрики, а также многослойные гомо - и гетероструктуры из этих материалов.

Среди разнообразных приборов функциональной электроники наибольшее распространение получили:

– акустоэлектронные приборы;

– приборы на волнах пространственного заряда в твердом теле;

– приборы с зарядовой связью;

– оптоэлектронные устройства с распределенным взаимодействием и т.п.