ВАХ МОП-транзистора со встроенным n-каналом

 

I_С,mA обогащение

U_ЗИ=+1В

 

U_ЗИ=0

обеднение U_ЗИ=-1В

 

0 U_СИ, В

 

I_С,mA

 

U_СИ=5В

 

обеднение обогащение

 

-U_ЗИ, В 0 +U_ЗИ, В

U_ОТС

Напряжение Затвора может быть как положительное, так и отрицательное.

а) Пусть (поперечное поле отсутствует).

Если при этом на Сток подать положительный потенциал относительно Истока, то через канал потечет ток (характеристика 1).

б) Пусть

Под действием поперечного поля (см. рисунок) в канал будут поступать электроны из кристалла, проводимость канала возрастет, т.е. ток канала увеличится (характеристика 2 идет выше характеристики 1). Этот режим соответствует режиму обогащения.

в) Пусть

Поперечное поле будет направлено в противоположную сторону. Под действием этого поля электроны будут вытягиваться из канала вглубь кристалла, следовательно, проводимость и ток канала уменьшаются (характеристика 3 идет ниже характеристики 1). Такой режим транзистора называют режимом обеднения.

Таким образом, МОП-транзистор со встроенным каналом может работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения, в отличие от транзисторов с наведенным каналом, которые работают только а режиме обогащения.

Достоинства и недостатки полевых транзисторов

Достоинства:

· Высокое входное сопротивление ( достигает 10¹⁴ Ом).

· Бесконечно большое усиление по току

().

коэффициент усиления по току 0

· Малый уровень собственных шумов.

(Наиболее шумящими процессами являются генерация и рекомбинация – образование или исчезновение пары: электрон + дырка. В полевом транзисторе эти процессы отсутствуют, т.к. через их каналы двигаются заряды только одного знака).

· Высокая температурная стабильность, позволяющая исключить специальные меры температурной стабилизации рабочего режима.

· Хорошая развязка между входом и выходом ().

· Малый разброс параметров.

Недостатки:

· Малый коэффициент усиления по напряжению (несколько единиц).

Это связано с тем, что полевой транзистор в рабочем режиме (в режиме насыщения) имеет очень большое сопротивление, на котором теряется значительная часть полезного напряжения.

I_С

А

∆I_С

∆U_СИ

 

0 U_СИ

· МОП-транзисторы боятся статического электричества.

 

 

Тиристоры

Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более p–n переходами, ВАХ которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Основное назначение тиристоров – переключение.

 

Динисторы

Динистор – это неуправляемый тиристор с тремя переходами.

Обозначение:

VD

о о Пример: КН 102А

 

А

Iа

p₁ + Э1 R_Н

ЭП1 _

n₁ Б1

_ + о +

Uа КП _ Е_ВН о _Еа

p₂ Б2 Е_ВНЕШН

+

ЭП2 _

n₂ Ө Э2

К

ЭП1, ЭП2 – эмиттерные переходы

Э1, Э2 – высоколегированные эмиттеры

КП – коллекторный переход (образован слаболегированными базами Б1 и Б2)

Принцип действия динистора основан на использовании физических явлений: инжекция, экстракция и лавинный пробой.

Если на аноде плюс, то протекающий через динистор ток Iа смещает эмиттерные переходы в прямом направлении, а КП – в обратном (смотри знаки на рисунке).

При малом анодном напряжении практически все оно выделяется на обратно смещенном КП, имеющем большое сопротивление. Эмиттеры при этом не инжектируют. Динистор закрыт.

С ростом анодного напряжения возникает инжекция ОНЗ через эмиттерные переходы (дырки из Э1 перемещаются в Б1, электроны из Э2 – в Б2). Инжектированные в базу ОНЗ становятся ННЗ. Для них суммарное поле (Евнешнее + Евн) является ускоряющим – возникает экстракция (дырки из Б1 перебрасываются суммарным полем в Б2, а электроны из Б2 в Б1). В результате концентрация ОНЗ в базах растет, следовательно, растет проводимость КП, а значит, будет уменьшаться его сопротивление и толщина.

Но рост анодного напряжения сопровождается ростом напряженности электрического поля КП. При определенном значении напряжения (Uа=Uавкл) напряженность поля становиться очень высокой, а толщина КП очень незначительной, в результате чего происходит лавинный пробойКП,анодный ток резко возрастает, базы динистора при этом насыщаются ОНЗ, динистор включается.

ВАХ динистора

Iа

С

Uпр

Iауд В

Iавкл А

Iко

О Uа

Uавкл

Д

 

 

а) Участок ОА (Uа < Uавкл):