Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Транзисторы структуры металл - диэлектрик - полупроводник (МДП)



 

Структура полевого транзистора с изоляцией затвора от канала обратносмещенным p-n переходом имеет существенный недостаток, состоящий в том, что при проектировании устройств с такими

Рис.39 Структура МДП-транзистора со встроенным каналом и его изображение на принципиальных схемах.

транзисторами необходимо тщательно анализировать схему с тем, чтобы убедиться, что в процессе работы на затвор не будет попадать напряжение смещающее переход в прямом направлении. Поэтому были разработаны транзисторы, у которых изоляция канала не зависит от знака напряжения на затворе. Такие транзисторы получили название — транзисторы структуры металл - диэлектрик - полупроводник (МДП-транзистор). В дальнейшем с совершенствованием технологии диэлектрик стали выполнять окислением кремния и поэтому эти транзисторы стали обозначать МОП (метолл - окисел - полупроводник) транзисторы.

Одна из разновидностей структур таких транзисторов приведена на рис.39. Как видно из рисунка в кристалл проводимостью p встраивается зона проводимости n, верхняя часть которой покрывается тонким слоем диэлектрика. Крайние части n зоны, поверхность диэлектрика и нижняя часть кристалла металлизируются, к металлизации привариваются выводы (электроды), обозначения которых показаны на схеме. Таким образом, между истоком и стоком образуется канал типа n, и при подключении между этими электродами источника питания в указанной полярности в канале формируется ток основных носителей Iснач — начальный ток стока. Для управления током канала необходимо подавать напряжение на затвор относительно истока и образующееся электрическое поле взаимодействует с основными носителями канала — электронами, таким образом, что при подаче на затвор уменьшающегося (отрицательного) напряжения ток канала уменьшается, а при увеличении напряжения на затворе ток канала увеличивается. Получающаяся при зтом передаточная характеристика похожа на передаточную характеристику транзистора с p-n переходом, которая будет отличаться возможностью работы и при положительном напряжении на затворе. Однако обязательно нужно учитывать, что и у этого транзистора при положительном напряжении на стоке напряжение отсечки Uзиотс — отрицательно. Как указывалось ранее, такие особенности работы требуют двух источников напряжения: - положительного для питания стоковой цепи, - отрицательного для затворной цепи (цепи управления), а это существенно усложняет применение данного типа транзистора в электронных схемах ЭВМ.



  Рис.41. Переходная характеристика NMOP транзистора с индуцированным каналом.

Другой разновидностью транзисторов структуры МОП является транзистор с индуцированным каналом (см. рис.40.). Рассмотрим структуру транзистора на примере n - канального.

Рис.40. Структура, включение и изображение МОП транзистора с индуцированным каналом.

В кристалл p - проводимости с высокой концентрацией неосновных носителей (электронов) встраивают два боковых карман проводимостью типа n. Поверхность кристалла между карманами окисляют. Далее осуществляют металлизацию поверхности окисла, поверхностей карманов и нижней части кристалла (подложки), к металлизации приваривают выводы (электроды). При неподключенных источниках питания как основные (дырки), так и неосновные носители зарядов в p - слое будут равномерно распределены, и между стоком, истоком и подложкой будут сформированы два встречно включенных p-n перехода. Подобная особенность структуры приводит к тому, что при подаче напряжения между истоком и стоком (Uси) один из переходов обязательно будет иметь обратное смещение, и ток в канале будет отсутствовать, т.е. начальный ток стока равен нулю (Iснач=0). Если напряжение на затворе увеличивать, что приведет к увеличению положительного потенциала на затворе относительно истока, то электроны имеющие отрицательный заряд будут притягиваться к затвору. В области затвора будет увеличиваться концентрация электронов, и чем больше напряжение, тем выше концентрация электронов. При определенном напряжении на затворе (Uзиотс) концентрация электронов настолько повышается, что в области затвора исчезают p-n переходы, т.е. образуется проводящий канал, и ток стока начинает резко увеличиваться. Так как канал образуется только при подаче на затвор напряжения, то такой транзистор называют “транзистор с индуцированным каналом” и его переходная характеристика показана на рис. 41.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!