hhis4 (558070), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Во-первых.ПТ могут изготавливаться с затворами двух различных типов (в результате мы имеем ПТ с р- и-перекопом и ПТ с изолированным затвором, гак пазываемые МОП-транзисторы), а вовторых. двумя типами легнрования канала,'что г!ает ПТ обогащенного и обедненного гнпы) Рассмотрим акратне возможности предоставляемые ПТ различного типа. Прелварим, однако, это рассмоз рение несколькими замечаниями общего плана Наибольше важной характеристикой ПТ является г тсутствие гока затвора ПолхЧаГЗМГ С. МгК СЛЕЛСГПИЕ 11О! 11, СЬЮОКОЕ ВХГ нОс НОлнг1с сг'п)эг'1иялснис !Оно м!'Жс" бы ь бгхтыпс (!! ' Ом: г ущесгпенпо я.
многих применениях и в любом, 1: ае упрощает проектирование схем В качссгвс аналогопых переключатслен и уснли:елен сг: сверхвысоким входным полным с, пр. !Няленнем ) П' не имею; себе равных. Сами по себе нпи п сочетании с би!юлярнымн транзисторами онн легко встраиваются п интегральные схемы В г ЛСДУ1ОШЕИ; Лавв МЬ г ВР.1ИМ. Нас«ОЛЬКГ )спешно зто сделано при создании близ- 122 Глава 3 ких к совершенству (и фактически простых в использовании) операционных усилителей. а в гл Б — !! булет гпжазано, как интегральные схемы на МОП-транзисторах революционизировали шгфровую электронику.
Так как на малой плошади в ИМС может быть размещено большее число слаботочных ПТ, то они особенно плезны для создания больших интегральных микросхем (БИС), применяемых в цифровой технике, таких как микрокалькуляторы, микропроцессоры и устройства памяти. Плюс к тому недавнее появление сильноточных ПТ (30 А или более) позволяет заменить биполярные транзисторы во многих применениях, зачастую получая более простые схемы с улучшенными параметрами.
3,01. Характеристики наневых транзисторов Иной новичок буквально «впадает в столбняк», впрямую сталкиваясь с обескураживаюшим разнообразием типов ПТ (см., например, первое издание этой книги!), разнообразием. возникающим как следствие возможных комбинаций полярности (п- и р-канальные), вида изоляпии затвора (ПТ с полупроводниковым переходом или МОП-транзисзары с изолятором в виде окисла), а также типа легирования канала (ПТ обогащенного илн обедненного типа). И.г восьми имеюшнхся в результате этих комбинаций возможностей шесть могли бы бьшь реализованы. а пять †реализова на практике. Основной интерес представляют четыре случая из этих пяти Чтобы понягь. как работает ГГГ ги исходя из злравога смыслаг. булег правильно если мы начнем галька с одного типа.
тачнс гак, как мы слслалн с биполярным ггри-транзистором. Хорошо разобравшись с ПТ выбранного типа. мы в дальнейшем будем иметь минимум трьлнагтей в изучении остальных членов згаг.г семейсгва Входные харвктерисзини !П'. Рзссмогрим вначале и-канальный МОП-транзисгор обогашенног а тигш. биполярным аналогом которого является п- р- гг-транзис- Полевые трянзнсторы !23 25 що ази=тВ З.З Сток Х оллвль"", гзи = глж В Попложка База ЗатВор 1,90 50 1,85 2,25 2,1 199 1.80 гд5 '„го Исток гмкттвр 0,1 0,2 аои Б а и — 0,9О В 10 75 0,85 ,65 О,БО 025 О О,г 0,2 а ,61 ,59 е и И и твара равен Ч'1 г г смотреть нч ПТ как нз Рис. 3 1 и — л-канальный МОГЬгранзистор.
л биль гарный л и л-транзистор тор (рис. 3. (). В нормальном режиме стай)зг...'О (или соответствующий ему коллектор~-„"',а! имеет положительный потенциал относг~...""'1 тельно истока (эмизтера). Ток аг стока,,':".1; к истоку отсутствует. пока на затвор (ба'.,',-.-,'~~и зу) не будет подано положительное пг(:,'-'фь=;~ отношению к истоку напряжение, Вазой ПОСЛЕДНЕМ С.ПУЧас ЗатВОР СтаНОВИтц('":гг~~ «прямосмешевнымл. и возникает ток сто';.'=,з ка, который весь прахолит к истоку. На!»э рис.
3.2 показано. как изменяется ток столзхм, ка 1 в зависимости от напряжения стах.,:;;;1 исток (Уси, пРи нескольких значенийх'(ггь управляюшего напряжения затвор — ггстоФ.'.,Бгг (гзи для сравнения здесь же привеленаг'-:;~ соответствующее семейства кривых зави"~-",~ симости (к ог Пкг лля обычного бидо!"~'.1 лярног о и — р — и-транзистора.
Очевидно. ' что и-канальные МОП- транзисторы и-..* биполярные и-р — л-транзисторы во мно-,. гом схожи. Подобно и — р и-транзистору, ПТ нмеетг большое прирашенис полного сопрагяй-' зення стока. в рез ль г пе чег-а цри напря" женин Сы, свыше: — з В гок стока гюптй '', не меняется Или пай области характеристик Пй неулачна выбрано название «область насышення», тагла как у била" ' парных транзисторов соответствуюшаяс область называегся «активной Падабяо бипслярнамт транзистору, чем бтстлыье смещение загвара ПТ относительна исто.
ка. тем больше так стока. В любом сггтчас повеление ПТ ближе к илеальным усг. роисгвам- преобразователям провгздя =-,„,. „„„,. так за мости (постоянный .юк стока при неяэ.;: '-';;!(жРИгййвжрйаджны .-::";-14!-.1 истил л-канального МОП-транзистггра Х'Ыогоб гаг к бипо устройство. усилнваюшее ток (коэффициент усиления така был бы равен бесконечности). Вместо этога будем рассматривать ПТ как характеризуемое крутизной Зстройство †преобразовате проволимости с программированием тока стока напряжением затвор †ист, — так, как зта мы педали с биполярным транзистором в толковании Эберса — Мазьга. Напомним. п.а крутизна О есть просто отнснпеннс :, ис„ гкак и обычно. Строчные ауквы нс.
пользьютсгя О.абы показать сгмаь— ;юнальныег изменения параметра. г с .,- иси = ОЧг. б(„иг В-гРсгьих, У МОП- транзистора затвор лействительнсг изолирован от канала сток-исток: поэтому в аг.тичие ат бигюлярных транзисторов гн аг (ГГ с: р — и-переходам. как мы далее увишгм). можно подавать на нега положи.гельное:или отрицагельноег напряжение ла (О В и более, не заботясь с дналнои проводимости.
И наконец. Г!Т отличается от биполярного транзистора в так назы- 124 Глава 3 Полевые транзисторы 125 +1ав ,Оз зо о .о Зазвор Вк.сигиап (;-:г -.З «ззв'ключ ВКЛ 1 ' мг Лампа звВ, ОВА земля ипюч Вмкй Тело или "подложка" Рие 3 3 Кию«иь МОГЬгр«изистоти ', Гак 1) ";,,ымг ж ггс и ~м сп;« ) зз, гап ягис ваемой линейной области графика, где ега поведение дав«льна и чна соответствуег поведению резистора..даже прв отрицательном 1зси,. это оказывается очень полезным свойством. поскольку.
как вы уже мотли догадаться, эквивалентное сопротивление сток.-исток программируется напряжением затвор †ист Два примера. В ПТ еше найлется, чем нас удивить Однако прежде чем углубляться в летали. птюмотрим на две прос~ые переключающие схемы На рис. 3 З показав МОП-транзисторный' эквивален.
рис 2.з. перва с из рассмогренног 1 нами насышениого транзистарнтзз а переключателя. Схема на ПТ лаже проще. посв: лыс) злесь мы совершенна не лалжны заб~ззиться а неизбежна возникшем ранее компромиссе между неабха. .зимастью задать сги>звезсгвуюшии необходимый лля нарек.цочштия з ак ба.зы 1рассмеп ринах иаиху:опий сзб ааг минича.тыюе значение йз, з в сочетании с сшша «ив.юнцем хтззозгюй низ и:ымпы1 и нсззца пат: изаыта азае раа;алаванис иергии Вмес ж. з гш а мы все а лишь пт лаем пп га тиар. имев ший вьюакае пол тюе вхтззтт~ с в; пряжсние.
па пес напряжение пнгзния пасзаянната гака Птскольку вкшаченцыи Г1 Г велез себя как резистор с ма .ым па сравнению с на. ру.- кой ст пртгтив.тевисм. па~=иди:ш шакв станет прн ттам Ызиюк к пг.;снпиазз) земли; гипичззьзтт мощный МОП-травзис- тор имеет А,„< 0,2 Ом. что превосходнв- "'" для данной задачи. На ис. 3.4 показана схе а « р м аналогово, „:„...'., '. Ваесь формируется авласть го переключателяв.
которую вообще н,.';-,;".'р „,,!;." 'п-типа,иогаР иа за~~~Р ;:,:!'"З Подается положит напряжение возможно выполнить на бипозярвыу,'.";.',":з) л,', транзисюрах. Идея этой схемы состоит;::~!1 1'-:йрматжльиьтй мап-зР«аз«стоп в том, чтобы переключать проводимостьэз~:,"'« ПТ из разомкнутого 1затвор смешон вр;тг тьоя обеих полярностей. Та- «обратноми направлении) в замкнутое".;!!;: "'й)зм, зеркальным отображением состояние (ззпрямоезз смещение затвора),:,-"з:з )1)':,'Т,"';:,'И'-.'Ханального МОП-транзистора тем самым блокируя или пропуская ана".к ''-~ьутанальньтй МОП-транзистор потовый сигнал 1позже мы увидим ьтио,;:,-'.~ч ',т: " нстики симметричны и на жество причин выполнять такого родаз~~~- Характеристики р — и — р-тран- вещи). В данном случае мы должны лищь';,-;,:.
".!жрок нормально имеет отрица- абеспечить, чтобы на затвор подавалось~~«« й Мощение по отношению к исто- бо лес отрицательное переклтачаюшее;-'!т "" з)атака будет проходить. если на напряжение, чем любой размах вхтзднаго',"„~в дать отрицательное по отноше- переключаемога сигнала 1ключ разомк-В)';.!; Ззй)Птаху напряжение не менее а; нут) или на несколько воль~ более ттало'-.,'-'„,'")г вальт Симметрия несовершен- жительнае.
чем тюбой входной стцнак...;;"' ку носи~елями являются не (ключ замкну з ). Бипалярные трацзис гтзры!.'~-',','2 " ' . а дырки с меныцей «подвиж- для такои схемы непригодны, поскалькуз" о йи «временем жизни неосновных база проводит так и образует с к« лзск-:,"!:.":'."й т. Эти параметры палупроводз торам и эмиггером диоды, что приводит' для свойств :ранзисторов. к опасном; эффект. «запзелкивания..
В: " стоит запомнить. р-канальные сравнении с этим МОП-транзистор вос- т обычно более Рлахпе характе- хитительна прост. нуждаясь лишь в пала,,;::и:именно более высокое тзороттг- че втт затвор гявляюшийся практически' яжение. бале; вьиз:кг е гс„... и ра з т мкнз той цепью) напр ля ения, ра вн«,го "',:,: зек насытиения размаху вхт дв л~ аналотоватс ситпаза ЗХуанзнсторы„1П' с р и-переха- Б)шжс. алнакг.
впимззспьттьт иашг Ра'. ' '.'.;,жв МОП:разтэисзтзратг:мега ' ~ смотрение жаи схемы бы.ю тзт неком -.зая „озтуцравткгтзик. :ипв зр тыг лира степени зпрашзнием-папример. мы швтм азравадяшет а капа;т анким с воем риравали вчияниг емкое" и загвор. кака, ' Я,«ттге. ~,:::~1)тезаза). нарешспнага пз кана", затвор. мларыи мажет быт, ситца за. Пткзжг мы ешс цтжавт«рим вским тсги зеттрт тьгт,альм паду авала овьтх кзючах ком. лейсгвитезьва тззтзлнрт~патт 3.02.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
