promel (967628), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Максимальное значение тока стока соответствует его значению в точке в на выходных характеристи (при (/ан=О). Максимальное значение напря н и я с т о к — и с т о к У,и .к выбирают в 1,2 — 1,5 раза мен напряжения пробоя участка сток — затвор при Уа„= — О. Н а п ж е н и ю о тс е ч к и (7,иа соответствует напряжение на затв при токе сгока, близком нулю. Внутреннее сопрот П17,„~ лен нега=. транзистора характеризует нак П!. К7,„=-со в1 выходной характеристики иа участке 7! (см, рис.
1.36). К р у т П7е н а стоко-затворной характеристики от ~и,„К7,„=„„,С жает влияние напряжения затвора иа выходной ток транзисто' Крутизну о находят по стоко-затворной характеристике приб (рис. 1.37). В х о д н о е с о и р о т и в л е н и е г„= Ж/ни!. 68 полевого в области частот .лора определяется сопротивлением р-п-переходов, смещенных тр „,иом направлении. Входное сопротивление полевых транзисаизисто р-ц переходом довольно велико, что выгодно отличаег их от „бра~и тор ных транзисторов. М е ж э л е к т р о д н ы е емкости оэср гподир бип С„связаны главным образом с наличием в приборе и-гппереСвв " ( сл, рис. 1.34), примыходо~ „х соответственно к исто- ~с гс какаФ П левые транзисторы с р- Ь сходом выпУскшотся на ~ ( е гх токи г до 50 мЛ и напряжения а ' лг«1 и,„ до о оО В.
ПРиведем типичные ч иия параметров этих транзисторов: (Узна = 0,8 —: 1О В, 0,02 —: 0,5 Л40м 5 = 0,3 —; 7 мдгВ, гвх - !0 —: 10' Ом, С =- Сеа 8 20 пф Свс = Рнс, !.38. Схема замещения — — 8 пФ. трананстора с р-л-переходом В л и я н и е т е м п е р а - высокнх (о) н низких (б) т у р ы на характеристики и параметры рассматриваемого класса транзисторов обусловливается температурными зависимостями контактной разности потенциалов тра и подвижности носителей заряда (электронов или дырок).
Величина тра фактически является одной из составляюпгях напряжения обратносмещенных р-п-переходов. Изменение грв в зависимости от температуры приводит к изменению напряжения на переходах и их ширины, а следовательно, к изменению сечения токопро. водящего канала и его проводимости, С ростом температуры контакт- наЯ Разность потенЦиалов гРа УменьшаетсЯ (см. Э 1.2), что сказываетсгг на увеличении сечения канала и повышении его проводимости. Вследствие уменьшения подвижности носителей заряда (см.
з 1.1) проводимость канала уменьшаегся с повышением температуры. Влияние температуры на характеристики и параметры полевого транзистора оказывается достаточно сложным и по-разному прояв~~е~ся в конкретных типах приборов этого класса. Температурные зависимости характеристик и параметров транзисторов приводятся в справочниках, Схема замещения полевого транзистора с и-и-переходом показана П выхо на Рис 1 38, а. Она характеризует работу транзистора на участке выходных характеристик для переменных составляющих тока и об ажен спряжения.
При ее построении были использованы следующие сонэ затво Ток прибора на участке т'т' определяется напряжением заме ен атворе (входе) и крутизной, в связк с чем в выходную цепь схемы включено щ~~~я введен источник тока Яи . Параллельно источнику тока вх' на ток п кено сопротивление г, учитывающее влияние напряжения стока прибора Величины С„,„С„, Сев отражают влияние межэлек„ро-'шых емкостей на работу транзистора в области высоких частот, клЯ обла принима области низких частот схема замещения полевого транзистора мает внд, показанный на рис.
1,38, б. МДП-транзисторы В отличие от полевых транзисторов с р-п-переходом, в кот затвор имеет непосредственный электрический контакт с близлеж областью токопроводящего канала, в МДП-т р а и з и с т о затвор изолирован от указанной области слоем диэлектрика. По причине МДП-транзисторы относят к классу полевых транзист с изолированным затвором. МДП-транзисторы (структура металл — диэлектрик — полу водник) выполняют из кремния. В качестве диэлектрика исполь б) И г) Л е) Рнс. 1.39. Условные обозначения МЛП-транзнсторов со встроенным каналом п-тнпа (а), р-типа (б) н выводом от подложкн (а); с индупнрованным каналом п.тнпа (г), р.тнпа (д) н выводом от подложки (е) чзкисел кремния ЯОа.
Отсюда другое название этих траизисторо' 1 ЛОП -т р а н з и с т о р ы (структура металл — окисел — полу водник). Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное со тивление рассматриваемых транзисторов (10те — 10" Ом). Принцип действия МДП-транзисторов основан на эффекте и .пения проводимости приповерхностного слоя полупроводника границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрнчес поля.
Приповерхностный слой полупроводннка является токопр дящим каналом этих транзисторов. МДП-транзисторы выполи двух типов — со встроенным и с иидуцированным каналом. МДП-транзисторы представляют собой в общем случае четы электродный прибор. Четвертым электродом (подложкой), вы ияющим вспомогательную функцию, является вывод от подло исходной полупроводниковой пластины. МДП-транзисторы мо быть с каналом и- или р-типа.
Условные обозначения МДП-трап торов показаны на рис. 1.30, а — е. Рассмотрим особенности МДП-транзисторов со встроенным налом. Конструкция такого транзистора с каналом п-типа показ на рис. 1,40, а. В исходной пластине кремния р-типа с помощью д' фузионной технологии созданы области истока, стока и канала и-ти Слой окисла Ь)Оа выполняет функции защиты поверхн близлежащей к истоку и стоку, а также изоляции затвора от кана Вывод подложки (если он имеется) иногда присоединяют к исто Стоковые (выходные) характеристики п левого транзистора со встроенным канал л-т и п а для случая соединения подложки с истоком показаны рис.
1.40, б. По виду эти характеристики близки к характеристик' полевого транзистора с р-и-переходом. Рассмотрим характеристц при (),„= О, что соответствует соединению затвора с истоком. Вн напр пряжепие приложено к участку исток — сток положительным м к стоку. Поскольку (),„= О, через прибор протекает ток, ол, з„емый исходной проводимостью канала. На начальном учапре () и, когда падение напряжения в канале мало, зависийость тке () ) близка к линейной. По мере приближения к точке б падение ' жения в канале приводит ко все более существенному влиянию напри х,мл Рп гп П П М М гП Пинг -Пе -Пг П Пгаг„,г б) и) а) рис.
Ь40. Конструкция МЛП-трвнзисторв со встроенным каналом и-твпв (а); семейство его стоковых характеристик (б),' стоко-звтворивя хврзктеристикв (в) его сужения (пунктир па рис. 1.40, а) на проводимость канала, что уменывает крутизну нарастания тока на участке а — б. После точки б токопроводящий канал сужается до минимума, что вызывает ограничеяие нарастания тока и появление на характеристике пологого участка г'г. Покажем влияние напряжения затвор — исток на ход стоковых характеристик.
В случае приложения к затвору напряжения ((),„( 0) поле затвора оказывает отталкивающее действие па электроны — носители з"Ряда в канале, что приводит к уменыпению их концентрации в канале и проводимости канала. Вследствие этого стоковые характеристики при Ц,„~" 0 располагаются ниже кривой, соответствующей ('зв =- О. Режим Работы тРанзистоРа (У,в( 0), пРи котоРом пРоисходит уменыцение концентрации заряда в канале, называют р е ж имом обеднения.
При подаче на затвор напряжения у,„) 0 поле затвора притягивает э ектроны в канал из р-слоя полупроводниковой пластины. Концентрация носителей заряда в каналеувеличивается, что соотводимос ствгет р е ж и м у о б о г а щ е н и я канала носителями. Продимость канала возрастает, ток 1, увеличивается.
Стоковые харакРист" ки при (г,„) 0 РасполагаютсЯ выше исходной кРивой ((г,в = вв~ду иа транзистора имеется предел повышения напряжения У, св ватно . Н У вступления пробоя прилежащего к стоку участка сток— Р На стоковых характеристиках пробою соответствует дости- жение некоторой величины У,„.щ (область П1). В случае (1а„ напряжение У„увеличивается, в связи с чем при (1аи( О пр наступает при меньшем напряжении (1,и.
Примерный вид с т о ко - з а т в о р н о й х а р а к те р и с кн транзистора со встроенным каналом люстрирует рис. 1.40, в. Ее отличие от стоко-затворной характе гг,„+ у„мх 4»"' и„-гад 2 тд р г ° з р) 0 Р та гу тр р„,а Я Рис. !.4!. )(инструкция МДП-транзистора с иидуцироиаияым каналом и. (а); семейство его стокоиых характеристик (б)! стоко-затнорная характеристика (и) тики транзистора с р-л-переходом (см. рис. !.37) обусловлено: можпостью работы прибора как при (1„- О (режнм обеднен так н при У„,) О (режим обогащения). Конструкция МДП-транзистора с индуцированным канало типа показана на рис. 1.41, а. Канал проводимости тока здесь . циально не создается, а образуется (индуцируется) благодаря току электронов из полупроводниковой пластины в случае пр жения к затвору напряжения положительной полярности о сительно истока. За счет притока электронов в прнповерх!' нем слое происходит изменение электропроводности полупроводн т.
е. индуцируется токопроводящий канал п-типа, соединя области стока и истока. Проводимость канала возрастает с пов нием приложенного к затвору напряжения положительной по насти. Таким образом, транзистор с индуцированным каналом ботает только в режиме обогащения. Стоковые (выходные) характеристики левого транзистора с индуцированным н а л о м ц- т и п а приведены па рнс. 1.41, б. Они близки по в аналогичным характеристикам транзистора со встроенным кан и имеют тот же характер зависимости 1, = Е(Ус„).
Отличие зак чается в том, что управление током транзистора осуществляется ряжением одной полярности, совпадающей с полярностью напри, ния (/„,. Ток 1, равен нулю при (уа, = О, в то время как в тран, торе со встроенным каналом для это~о необходимо изменить пол ность напряжения на затворе относительно истока. Внд с . затворной характеристики транзистора с к о-3 а инд д у ц и р о в а н н ы м к а н а л о м показан на рис. 1.41, в. МдП-транзисторьг обоих типов выпускаются на тот жс диапазон токов ов и напряжений, что и транзисторы с р-и-переходом. Примерно такой ои же порядок величин имеют крутизна Я и внутреннее сопроение г .
Что касается входного сопротивления и межэлектродпых летай, то МДП-транзисторы имеют лучшие показатели, чем траноры с и-гг-переходом. Как указывалось. входное сопротивление х составляет 1О" — 10" Ом. Значение межэлектродных емкостей не пр ' е превышает: для С,н, С,„— 1О пФ, для Са, — 2 пФ. Схема заагеще„я МДП-тРанзистоРов аналогична схеме замещсниЯ полевых тРан„сюров с р-и-переходом (см. Рис. 1.38).
МДП-транзисторы широко применяются в интегральном исполнсггнн, Микросхемы на МДП-транзисторах обладают хорошей технологичностью, низкой стоимостью, способностью работы при более высоком напряжении питания, чем микросхемы на биполярных транзисторахх. й Кз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
