Управление МДП-транзистором через подложку

Очевидно, что шири­на р-n - перехода и ширина канала изменяется при подаче на подложку дополни­тельного напряжения, т.е. током истока можно управлять не только путем изменения напряжения на затворе, но и за счет изменения напряжения на подлож­ке. В этом случае управление МДП-транзистором аналогично полевому транзистору с управляющим р-n - переходом.

 

Режимы обеднения и обогащения

В транзисторах со встроенным каналом ток в цепи стока будет протекать и при нулевом напряжении на затворе. Для его прекращения необходимо к затвору прило­жить положительное напряжение (при структуре с каналом р-типа), равное или большее напряжения отсечки. При этом дырки из инверсного слоя будут практиче­ски полностью вытеснены вглубь полупроводника и канал исчезнет. При приложе­нии отрицательного напряжения канал расширяется, и ток снова увеличивается. Таким образом, МДП-транзисторы со встроенными каналами работают в режимах как обеднения, так и обогащения.

 

Преимущества МДП-транзисторов

Важным преимуществом МДП-транзисторов по сравнению с биполярными яв­ляется малое падение напряжения на них при коммутации малых сигналов. Так, ес­ли в биполярных транзисторах в режиме насыщения напряжение коллектор-эмиттер принципиально не может быть меньше нескольких десятых долей вольт, то для МДП-транзисторов при малых токах стока это напряжение при работе транзистора в начальной области выходной ВАХ может быть сведено к ничтожно малой величине.

 

Разновидности МДП-транзисторов

На рисунке 44.а попарно показаны МДП-транзисторы со встроенным n-каналом и p-каналом. Каждый тип МДП-транзистора представлен в двух вариантах: с отдельным выводом подложки и общим выводом подложки и истока.

Аналогичный вид имеют обозначения МДП-транзисторов с ин­дуцированным каналом (рисунок 44.б).

Рис. 44. МДП-транзисторы со встроенным (а) и индуцированным (б) каналами (1 - затвор, 2 – исток, 3 - сток, 4 - подложка, +/– - полярность напряжения)

 

Исследования характеристик МДП-транзисторов

Для исследования характеристик МДП-транзисторов используется схема, приведенная на рисунок 45. С ее помощью получают семейство выходных характеристик МДП-транзисторов при фиксированных значениях напряжения на затворе Ug и подложке Ub.

Располагая такими характеристиками, можно определить:

· крутизну транзистора S при управлении со стороны затвора S=dId/dUg;

· крутизну при управлении со стороны подложки Sb=dId/dUb;

· статический коэффициент усиления M=dUd/dUg;

· выходное дифференциальное сопротивление Rd=dUd/dId и другие параметры.

 

Рис. 45. Схема для исследования характеристик МДП-транзисторов

 

Задание на лабораторную работу

1. С помощью схемы (рисунок 43) получить семейство выходных характеристик по­левого транзистора при Ug=-l, -0,5, 0, +1, +2, +5 В. Для р-канальных транзисторов изменить полярность источников напряжения. По характеристикам определить напряжение отсечки и крутизну выходной характеристики в начальной области и в области насыщения.

2. С помощью схемы (рисунок 45) получить семейство выходных характеристик МДП-транзистора MOS_3TDP_VIRTUAL со встроенным каналом при Ug =-5, -2, -1, 0, +1, +2, +5 В и по ним определить следующие параметры транзистора: S, M, Rd.

3. Выполнить исследования по п. 2 для МДП-трапзистора с индуцированным кана­лом. Дополнительно определить пороговое напряжение. При необходимости изменить полярность источников напряжения.

4. Создать отчет (документ Word, Exel). В отчет занести результаты измерений, графики, расчеты.

 

Таблица 8. Задание на лабораторную работу

№ варианта
Транзистор	2N4856	2N4857	2N4858	2N4859	2N4860	2N4861	2N5452	2N5454	2N5433	2N5432
Транзистор	BST100	BST110	BST120	BST122	IRF5210	IRF5305	IRF7404	IRF9530	IRFI5210	IRFI5305

 

№ варианта
Транзистор	2N2608	2N2609	2N4381	2N5018	2N5019	2N5020	2N5021	2N5114	2N5115	2N5116
Транзистор	BF904	BF909	BS170	IRF1310	IRF250	IRF510	IRF540	IRF520	IRF830	IRF840

 

3.16.21. Контрольные вопросы

1. Основные отличия полевых транзисторов от биполярных.

2. Преимущества полевых транзисторов.

3. Устройство полевого транзистора с р-n переходом.

4. Основные процессы в полевых транзисторах.

5. Способы управления током в полевых транзисторах.

6. Отличие полевых и канальных транзисторов.

7. Устройство МДП-транзисторов.

8. Отличие МДП- и МОП-транзисторов.

9. Отличительные признаки МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналом.

10. Режимы работы МДП-транзисторов.

11. Принцип действия МДП-транзисторов.

12. Роль подложки в МДП-транзисторах.

13. Пороговое напряжение и напряжение отсечки.

14. Схемы включения полевых транзисторов.

15. Изоляция рабочих областей МДП-транзисторов от подложки.

16. Управление МДП-транзистором через подложку.

17. Разновидности МДП-транзисторов.