Полевой транзистор с изолированным затвором

Полевой транзистор с изолированным затвором

Затвор электрически удален от канала слоем диэлектрика с целью уменьшения тока утечки затвора. Между металлическим затвором и полупроводниковым каналом находится тонкий слой диэлектрика (оксид кремния), а р-n переход отсутствует. Такие транзисторы называются МДП-тран-зисторами или МОП-транзисторами.

Полевой транзистор с изолированным затвором

Основанием служит кремниевая пластинка с электропроводностью р-типа. В ней созданы две области с п-типа. Длина канала от истока до стока несколько микрон, ширина – сотни микрон. Толщина слоя окиси 0,1-0,2 мкм. Иногда от кристалла кремния делают отдельный вывод.

Если при нулевом напряжении затвора между стоком и истоком приложить напряжение, то через канал потечет ток – поток электронов. Через кристалл ток не пойдет, т.к. один из р-п переходов находится под обратным напряжением. При подаче на затвор напряжения, отрицательного относительно истока, а следовательно и относительно кристалла, в канале создается поперечное поле, под действием которого электроны выталкиваются из канала в области истока и стока и кристалл. Канал обедняется электронами, сопротивление увеличивается и ток стока уменьшается. Такой режим называется режимом обеднения.

Если же на затвор подать положительное напряжение, то под действием поля, созданного этим напряжением, из областей истока и стока и из кристалла в канал будут приходить электроны. Проводимость канала при этом увеличивается и ток стока возрастает. Этот режим называется режимом обогащения.

Таким образом рассмотренный транзистор с собственным каналом может работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения. Это наглядно показывают выходные характеристики и характеристика управления. При возрастании напряжения между стоком и истоком от нуля сначала действует закон Ома и ток растет пропорционально напряжению, затем канал начинает сужаться.

Полевой транзистор с изолированным затвором

Так как на р-n переходе между каналом и кристаллом возрастает обратное напряжение, область этого перехода, особенно у стока, обедняется носителями, расширяется и сопротивление канала увеличивается. Т.е. ток стока испытывает два взаимно противоположных влияния: от увеличения напряжения между стоком и истоком ток должен возрастать по закону Ома, но от увеличения сопротивления канала ток уменьшается. В результате ток остается постоянным, затем может наступить пробой.

📕#13.1 Полевые MOSFET транзисторы с изолированным затвором. Как работает МОП транзистор


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: