14-04-2020-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ-ПРИБОРЫ-И-УСТРОЙСТВА-ВЕЛИЧКО (1171919), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Статические стоковые характеристики полевого транзистора суправляющим p-n-переходомПри повышении положительного напряжения стока Uси выходной токIc возрастает, но при этом одновременно уменьшается толщина каналаРис.5.62. Статические стокозатворные характеристики полевоготранзистора с управляющим p-n-переходомТок имеет максимальную величину при напряжении затвора, равномнулю, когда толщина канала максимальна. При подаче обратногонапряжения на затвор p-n-переход расширяется, толщина каналауменьшается, его сопротивление возрастает и ток становится меньше.Когда напряжение затвора достигает величины напряжения отсечки,канал полностью перекрывается и ток в выходной цепи падает доминимального значения, определяемого концентрацией неосновныхносителей заряда.При изменении напряжения на стоке смещение характеристик мало,так как ток в пологой части стокозатворных характеристик изменяетсянезначительно.по всей его длине и увеличивается сопротивление канала.
Поэтомузависимость тока от напряжения оказывается нелинейной: ток нарастаетмедленнее, чем это следует из закона Ома (начальный участок нарис.5.63). Когда напряжение стока достигает величины напряжениянасыщения, канал в области стока перекрывается и дальнейший росттока стока прекращается. Это соответствует горизонтальному участкувыходной характеристики полевого транзистора, называемого участкомнасыщения.При чрезмерно большом увеличении напряжения стока Uси наступаетпробой p-n-перехода и ток в цепи сток-затвор лавинообразно нарастает.Пробой возникает в области стока, где разность потенциалов напереходе максимальна.Если на затвор подано обратное напряжение Uзи, то перекрытиеканала наступает при меньшем напряжении стока, при этом оказываетсяменьшим и максимальный ток стока.
Выходная характеристикарасполагается ниже, чем при Uзи = 0. Пробивное напряжение стока приэтом тоже уменьшается.143МДП-транзистор со встроенным каналомСтруктура и принцип действия МДП-транзистора со встроеннымканаломПолевые транзисторы, у которых металлический затвор отделенпленкой высокоомного диэлектрика от полупроводникового канала,называются полевыми транзисторами с изолированным затвором, атакжеМДПилиМОП-транзисторами(металл-диэлектрикполупроводник, металл-окисел-полупроводник).Существуют две разновидности МДП-транзисторов: со встроеннымканалом и с индуцированным каналом (рис.5.64, 5.67).144уменьшается. Чем больше отрицательное напряжение затвора, темменьше этот ток.
Такой режим транзистора называют режимомобеднения.Если же на затвор подать положительное напряжение, то поддействием поля, созданного этим напряжением, из областей истока истока, а также из кристалла в канал будут приходить электроны;проводимость канала при этом увеличивается, и ток стока возрастает.Этот режим называют режимом обогащения.Статические характеристикиРаботу МДП-транзистора со встроенным каналом как в режимеобеднения, так и в режиме обогащения наглядно демонстрируютстатические вольт-амперные характеристики (рис.5.65, рис.5.66).СтокозатворныеIc = f(Uзи) при Uси=const.Рис.5.64. Структура МДП-транзистора со встроенным каналомВ МДП-транзисторах со встроенным каналом у поверхностиполупроводника под затвором существует канал, который соединяетисток со стоком и имеет подложку с электропроводностью, инверснойканалу.Если при нулевом напряжении затвора приложить между стоком иистоком напряжение, то через канал будет протекать ток,представляющий собой поток электронов.
При подаче на затворнапряжения, отрицательного относительно истока, а следовательно, иотносительно подложки, в канале создается поперечное электрическоеполе, под влиянием которого электроны проводимости выталкиваютсяиз канала в области истока, стока и в кристалл. Канал обедняетсяэлектронами, сопротивление его увеличивается, и ток стокаРис.5.65.
Статические стокозатворные характеристики МДПтранзистора со встроенным каналом145146СтоковыеIc = f(Uси) при Uзи=const.Рис.5.66. Статические стоковые характеристики МДП-транзистора совстроенным каналомПри отсутствии этого напряжения канала нет, между истоком истоком n-типа расположен только кристалл p-типа и на одном из p-nпереходов получается обратное напряжение. В этом состояниисопротивление между истоком и стоком очень велико, т.
е. транзисторзаперт. Но если подать на затвор положительное напряжение, то подвлиянием поля затвора электроны проводимости будут перемещаться изобластей истока и стока и из подложки p-области по направлению кзатвору. Когда напряжение затвора превысит некоторое отпирающее,или пороговое, значение, то в приповерхностном слое концентрацияэлектронов настолько увеличиться, что превысит концентрацию дырок,и в этом слое произойдет так называемая инверсия типаэлектропроводности, т. е.
образуется тонкий канал n-типа и транзисторначнет проводить ток. Чем больше положительное напряжение затвора,тем больше проводимость канала и ток стока. Таким образом, подобныйтранзистор может работать только в режиме обогащения, что видно изего стокозатворных (рис.5.68) и стоковых (рис.5.69) характеристик.Если подложка выполнена из полупроводника n-типа, то получитсяиндуцированный канал p-типа.МДП-транзистор с индуцированным каналомМДП-транзистор с индуцированным каналом от предыдущего МДПтранзистора со встроенным каналом отличается тем, что каналспециально не создается (рис.5.67), а возникает (индуцируется) приподаче напряжения на затвор определенной полярности.Рис.5.67. Структура МДП-транзистора с индуцированным каналомСтатические характеристикиСтокозатворныеIc = f(Uзи) при Uси=const.Рис.5.68.
Статические стокозатворные характеристики МДПтранзистора с индуцированным каналом147Стоковые148Раздел 2. Лабораторный практикумIc = f(Uси) при Uзи=const.Глава 6. Лаборатория электроникиЦель экспериментальных работ, выполняемых студентами влаборатории (рис.6.1), заключается в возможно более полнойреализации принципа единства теории и практики. В процесселабораторного практикума студент должен:самостоятельно, путем экспериментальной проверки, закрепитьтеоретические знания, известные из курса лекций или литературы;приобрести практические навыки в измерении важнейшихстатических и динамических характеристик электронных приборов, вопределении их параметров и проверке работы простейшихэлектронных схем на основе этих приборов.Рис.5.69.
Статические стоковые характеристики МДП-транзистора синдуцированным каналомРис.6.1. Лаборатория для проведения фронтальных работДля успешного и своевременного выполнения работ требуетсяследующая предварительная подготовка:149150изучение соответствующего теоретического материала по литературеили по конспекту лекций;уяснение цели и содержания работы, указанных в начале описаниякаждой лабораторной работы;ознакомление с измерительными приборами (рис.6.2, рис.6.3),используемыми при выполнении каждой работы;ознакомление с методикой предстоящего эксперимента (схемойопыта, набором необходимых измерительных приборов и пределовизмерений, последовательностью измерений и др.);подготовка бланка отчета с вычерченными по ЕСКД схемамиисследований,таблицамидлязанесениярезультатовисоответствующими координатными осями для графиков с обозначениемоткладываемых величин и единиц измерений.Рис.6.3.
Универсальный лабораторный стендРис6.2. Рабочий стол с инструментальным комплексомПодготовленность студентов проверяется преподавателями во времясобеседования перед началом эксперимента или в течение занятия.Неподготовленные студенты к лабораторным работам не допускаютсяи выполняют их после соответствующей подготовки в свободное отзанятий по расписанию время.При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать мерыбезопасности. Перед началом работы в лаборатории все студентыдолжны сдать зачет по технике безопасности.
Многие приборы влаборатории питаются от сети переменного напряжения 220 В. Следуетпомнить, что напряжение 220 В опасно для жизни!После допуска к выполнению работы необходимо окончательноуяснить методику эксперимента, выбрать источники питания,необходимые измерительные приборы и пределы измерений и собратьэлектрическую схему.После сборки электрической схемы включать источники питания дляпроведения эксперимента разрешается только после проверки схемыпреподавателем!Работа считается выполненной, если студент представляет отчет совсемисхемами,таблицами,графикамиивычислениями.Заключительный этап при составлении отчета - написание краткихвыводов, которые должны быть результатом самостоятельноготворческого анализа проведенного эксперимента и полученных данных.151152Глава 7.
Лабораторные работы №1-2Полупроводниковые диоды в схемах выпрямления истабилизации напряжения, а также высокочастотные иимпульсные диодыПорядок выполнения работы №IВольт-амперные характеристики германиевых и кремниевых диодовI. Собрать схему, приведенную на рис.7.1, учитывая, что германиевыйдиод VD5, показанный в пунктирном контуре, установлен в ламповомцоколе вместе с выпрямительным мостом и опорными диодами, а вкачестве кремниевого диода используется один из диодов упомянутоговыпрямительного моста, собранного на диодах VD1-VD4.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
