14-04-2020-ЭЛЕКТРОННАЯ-ТЕХНИКА-МОСКАТОВ (1171925), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Москатов. Стр. 51ка, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл,окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.МОП – транзисторы могут быть двух видов: Транзисторы со встроенным каналом Транзисторы с индуцированным каналом.Транзистор со встроенным каналом.Основой такого транзистора является кристалл кремния p- или n-типа проводимости.S iO 2з- Канал+n+n+n+Подложка p -Р ис. 102Для транзистора с n-типом проводимости:Uзи = 0; Ic1;Uзи > 0; Ic2 > Ic1;Uзи < 0; Ic3 < Ic1;Uзи << 0; Ic4 = 0.Принцип действия.Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекатьосновные носители зарядов, т.
е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положительного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться вканал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить вподложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточнобольших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, иток стока станет равным нулю.Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения зарядов.Iс"p""n"UотсUзиРис.
103Транзисторы с индуцированным каналом.Uз = 0; Ic1 = 0;Uз < 0; Ic2 = 0;Uз > 0; Ic3 > 0.Е. А. Москатов. Стр. 52Iсзисn+"p"n+"n"Подложка p -Р ис. 104Рис. 105UзПри напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будетравен нулю.
При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить вглубьподложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т. е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости.
Образуется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.Вывод: МОП – транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения.МОП – транзисторы обладают бόльшим входным сопротивлением, чем транзисторы с управляемым переходом. Rвх = (1013 ÷ 1015) Ом.4) Полевые транзисторы для ИМС РПЗУ. В интегральных микросхемах РПЗУ ввиде ячейки для хранения 1бит информации используются полевые транзисторы МНОП илиМОП - транзисторы с плавающим затвором. Аббревиатура МНОП расшифровывается следующим образом.
М - металл, Н – сплав HSi3N4, О – оксид металла, П – полупроводник.Принцип действия этих транзисторов основан на том, что в сильных электрических поляхэлектроны могут проникать в диэлектрик на глубину до 1мкм.МНОП-структура транзистора изображена на Рис. 106.S i3N4зS iO 2иn+сn+Подложка p -Р ис. 106Транзисторы структуры МНОП имеют двухслойный диэлектрик. Первый слой, толщиной менее 1мкм – это окись кремния, второй слой – толщиной несколько микрон – нитрид кремния.Без программирования этот транзистор работает как обычный МОП – транзистор и содержитлогическую единицу информации.Iс"1"Uз=5В"0"UдРис.
107Е. А. Москатов. Стр. 53Для программирования логического нуля на затвор подают кратковременное напряжение (U =25 ÷ 30В). Под действием этого напряжения электроны проходят слой окиси малой толщины,но не могут пройти слой нитрида кремния и скапливаются на границе этих слоёв. Посколькунапряжение кратковременно, то они остаются на границе слоёв этих диэлектриков.
Оставшись, электроны создают объёмный отрицательный заряд, который может храниться скольугодно долго. За счёт этого заряда возникает электрическое поле, противодействующее полюзатвора. Чтобы индуцировать канал в транзисторе, на затвор необходимо подавать большеенапряжение, чтобы преодолеть действие поля объёмного заряда.
Это соответствует сдвигу стокозатворной характеристики вправо по оси напряжений. При подаче на затвор импульсазапроса 5В канал индуцироваться не будет, ток стока и ток в нагрузке отсутствуют, и на нагрузке будет уровень логического нуля.Для стирания информации на затвор подают также напряжение 25 ÷ 30В, только отрицательной полярности.Структура МНОП – транзисторов с плавающим затвором.В слое окисла кремния создаётся область из алюминия или поликристаллического кремния нарасстоянии менее 1мкм от полупроводника (смотрите Рис.
108).з A l или S iS iO 2иn+сn+Подложка p -Р ис. 108Принцип действия МОП – транзисторов с плавающим затвором точно такой же, как у транзисторов МНОП, только при программировании электроны скапливаются в плавающем затвореиз алюминия или кремния. Стирание информации осуществляется ультрафиолетовым облучением.ТиристорыТиристором называется четырёхслойный полупроводниковый прибор, состоящий из последовательно чередующихся областей p- и n – типов проводимости.Первый вид тиристоров – это динисторы. Динисторы – это диодные тиристоры, или неуправляемые переключательные диоды. Тринисторы – это управляемые переключательные диоды. Симисторы – это симметричные тиристоры, т.
е. тиристоры с симметричной ВАХ.Рассмотрим эти приборы.1) Устройство и принцип действия динисторов.2) Основные параметры тиристоров.3) Тринисторы.4) Понятие о симисторах.1) Устройство и принцип действия динисторов. Наружная p-область и вывод отнеё называется анодом (смотрите Рис.
109).Е. А. Москатов. Стр. 54А "+"pЭ.П.nБ1pБ2К.П.Э.П.nК "-"Рис. 109Наружная n-область и вывод от неё называется катодом. Внутренние p- и n-области называются базами динистора. Крайние p-n переходы называются эмиттерными, а средний p-n переходназывается коллекторным. Подадим на анод «-», а на катод «+». При этом эмиттерные переходы будут закрыты, коллекторный открыт.
Основные носители зарядов из анода и катода несмогут перейти в базу, поэтому через динистор будет протекать только маленький обратныйток, вызванный не основными носителями заряда.Если на анод подать «+», а на катод «-», эмиттерные переходы открываются, а коллекторныйзакрывается.IUРис. 110Динисторы применяются в виде бесконтактных переключательных устройств, управляемыхнапряжением.Принцип действия.Основные носители зарядов переходят из анода в базу 1, а из катода – в базу 2, где они становятся не основными и в базах происходит интенсивная рекомбинация зарядов, в результате которой количество свободных носителей зарядов уменьшается.
Эти носители заряда подходят кколлекторному переходу, поле которых для них будет ускоряющим, затем проходят базу ипереходят через открытый эмиттерный переход, т. к. в базах они опять становятся основными.Пройдя эмиттерные переходы, электроны переходят в анод, а дырки – в катод, где они вторично становятся не основными и вторично происходит интенсивная рекомбинация.
В результатеколичество зарядов, прошедших через динистор, будет очень мало и прямой ток также будеточень мал. При увеличении напряжения прямой ток незначительно возрастает, т. к. увеличивается скорость движения носителей, а интенсивность рекомбинации уменьшается. При увеличении напряжения до определённой величины происходит электрический пробой коллекторного перехода. Сопротивление динистора резко уменьшается, ток через него сильно увеличивается и падение напряжения на нём значительно уменьшается.
Считается, что динисторперешёл из выключенного состояния во включённое.2) Основные параметры тиристоров.Е. А. Москатов. Стр. 55Напряжение включения (Uвкл) – это напряжение, при котором ток через динистор начинает сильно возрастать.Ток включения (Iвкл) – это ток, соответствующий напряжению включения.Ток выключения (Iвыкл) – это минимальный ток через тиристор, при котором оностаётся ещё во включённом состоянии.Остаточное напряжение (Uост) – это минимальное напряжение на тиристоре во включённом состоянии.IIвыклIоIвклUостUвкл UРис.
111Ток утечки (Io) – это ток через тиристор в выключенном состоянии при заданномнапряжении на аноде.Максимально допустимое обратное напряжение (Uобр.max).Максимально допустимое прямое напряжение (Uпр.max).Время включения (tвкл) – это время, за которое напряжение на тиристоре уменьшитсядо 0,1 напряжения включения.Время включения (tвыкл) – это время, за которое тиристор переходит из включённого ввыключенное состояние.3) Тринисторы.А+IpIупрnуIупр1>0Евн-Iупр2>Iупр1+Iупр=0ЕуpnК0Рис.
112UРис. 113Тринисторы можно включать при напряжениях, меньших напряжения включения динистора.Для этого достаточно на одну из баз подать дополнительное напряжение таким образом, чтобы создаваемое им поле совпадало по направлению с полем анода на коллекторном переходе.Можно подать ток управления на вторую базу, но для этого на управляющий электрод необходимо подавать напряжение отрицательной полярности относительно анода, и поэтому различают тринисторы с управлением по катоду и с управлением по аноду.На рисунках 114 – 119 изображены условные графические обозначения (УГО) рассматриваемых в данной теме приборов.
На рисунке 114 – УГО динистора, на 115 – тринистора с управ-Е. А. Москатов. Стр. 56лением по катоду, на 116 – тринистора с управлением по аноду, на 117 – неуправляемого симистора, на 118 – симистора с управлением по аноду, и на 119, соответственно, симистора суправлением по катоду.ААККАКУ.Э.Рис. 114У.Э.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
