October 18 2017 02:49:49
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Управление выходным током в транзисторной структуре
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Управление выходным током в транзисторной структуре возможно и воздействием электрического поля через диэлектрик в структуре «металл – диэлектрик – полупроводник» (МДП). Принцип действия полевого транзистора базируется на изменении удельной электрической проводимости полупроводникового материала.

МДП транзистор формируется на полупроводниковой подложке из слабо легированного кремния  р-типа или диэлектрической (сапфир) подложке в виде областей n+-типа истока (И) и стока (С), между которыми расположен канал для прохождения тока (рис.2.3,а).

Над каналом помещают управляющий электрод из алюминия – затвор (З), изолированный от подложки диэлектриком (обычно используют окись кремния SiO2 ).








Рис.2.3. Структура МДП транзистора (а), его проходная (б) и выходные (в) характеристики

При отсутствии напряжения на затворе UЗ = 0 ток iс отсутствует при любой полярности напряжения на стоке uс, т.к. область полупроводника между стоком и истоком представляет собой n+-р-n+ структуру (два встречно включенных перехода).

Если между затвором и полупроводниковой подложкой приложить напряжение uЗ, то созданное электрическое поле изменяет концентрацию носителей заряда в прилегающем к диэлектрику слое полупроводника и влияет на электрическую проводимость слоя s.

При небольшом положительном напряжении электрическая проводимость приграничной зоны уменьшается из-за оттока под действием электрического поля свободных положительных зарядов (дырок). Значительное увеличение положительного напряжения на затворе и сильное возрастание напряженности электрического поля приводит к ионизации и появлению свободных электронов (отрицательного заряда в приграничной области). При пороговом напряжении U0 в приграничном слое полупроводника изменится характер проводимости (инверсия типа проводимости), т.е. в подложке р-типа под действием поля создается канал n-типа.

В образовавшемся при uЗ > U0 проводящем канале n-типа возникнет ток iс от истока (область n+) к стоку (область n+). Проходная характеристика транзистора iс(uЗ) отражает влияние напряжения затвора uЗ на ток канала iс (рис.2.3,б). Кроме того, ток через канал iс зависит от приложенного к нему напряжения uс. При небольшом значении напряжения сток – исток можно считать сопротивление канала Rк постоянным (не учитывать незначительное изменение концентрации электронов вдоль канала) и выходную характеристику транзистора iс(uс) на начальном участке при неизменном напряжении затвора (рис.2.3,в) описать линейной зависимостью uс = Rк iс.

Увеличение напряжения на стоке при неизменном напряжении затвора вызовет заметное уменьшение концентрации электронов от истока к стоку за счет падения напряжения на канале, что приведет к возрастанию сопротивления канала и отклонению зависимости iс(uс) от линейной. При дальнейшем увеличении напряжения uс в области стока напряжение между затвором и каналом uк приблизится к пороговому U0 и ток стока iс не будет изменяться, т.е. на выходной характеристике транзистора образуется пологий участок.

Напряжение затвора влияет на выходную характеристику в силу изменения сопротивления канала и при разных значениях uЗ получим семейство выходных характеристик (рис.2.3,в).

Эквивалентная схема МДП транзистора с индуцированным (наведенным) каналом n-типа (рис.2.4,а) содержит источник тока, управляемый напряжениями затвора и стока, а также емкости полупроводниковой структуры (рис.2.4,б).







Рис.2.4. МДП транзисторы с индуцированным каналом  n-типа (а – обозначение, б – эквивалентная схема), р -типа (в) и встроенным каналом n-типа (г)

Наряду с рассмотренным МДП технология позволила создать широкий класс полевых транзисторов: с индуцированным каналом р-типа (рис.2.4,в), с технологически сформированными или встроенными каналами (рис.2.4,г) и других, обладающих различными параметрами.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.02 секунд 2,254,945 уникальных посетителей