Транзисторы. Петров Б.К - 32 стр.

UptoLike

Составители: 

32
3. МДП-ТРАНЗИСТОРЫ
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы технология производства полевых транзисторов
стремительно развивалась. Полевые транзисторы с изолированным затвором
почти полностью вытеснили биполярные в вычислительной технике. Благодаря
этому в сотни раз повысилось быстродействие и объем оперативной памяти ,
появились персональные компьютеры для широкого круга пользователей .
Оказалось, что мощные полевые транзисторы обладают лучшими
усилительными и переключающими свойствами, чем биполярные, и их стали
шире применять в передающих и преобразовательных устройствах . Тенденции
развития этих приборов сохраняются и в настоящее время. МДП-транзисторы
из- за более простой технологии изготовления и более высокого входного
сопротивления на постоянном токе (10
10
10
12
Ом) успешно вытесняют
полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом в различной аппаратуре.
3.1. Принцип действия и конструкция МДП-транзистора.
МДП-транзисторы являются четырехполюсными полупроводниковыми
приборами. Четвертый дополнительный электрод присоединен к подложке, на
которой изготавливается транзистор. В МДП-транзисторах изменение
проводимости тонкого слоя полупроводника на границе с диэлектриком
происходит за счет наведения заряда подвижных носителей под действием
напряжения, приложеного между затвором и истоком U
зи
. МДП-транзисторы
делятся на два вида: транзисторы со встроенным каналом и транзисторы с
индуцированным каналом . В транзисторах со встроенным каналом (рис.1а)
канал создается технологическим путем . В транзисторах с индуцированным
каналом (рис. 1б) канал появляется под действием управляющего напряжения .
Транзисторы со встроенным каналом могут работать в режимах обогащения и
обеднения канала основными носителями, а транзисторы с индуцированным
каналом работают только в режиме обогащения граничного слоя диэлектрик-
полупроводник основными носителями.
По типу проводимости каналов полевые МДП-транзисторы делятся на
транзисторы с каналами n- и p-типов. На рис. 2 приведены условные
обозначения полевых транзисторов.
Рассмотрим процесс образования канала в МДП-транзисторе с
индуцированным каналом p-типа (рис. 3) при нулевом напряжении между
истоком и стоком (U
си
=0).
Распределение заряда в структуре и зонная диаграмма при напряжении
между затвором и стоком U
зи
=0 показаны на рис. 3а. Внутри пленки окисла
                                         32

                            3. М Д П -Т РА НЗ И С Т О РЫ



                                    ВВЕ Д Е НИ Е


      В послед ние год ы технология производ ства полевы х транзисторов
стрем ительно развивалась. Полевы е транзисторы с изолированны м затвором
почти полностью вы теснили биполярны еввы числительной технике. Благод аря
этом у в сотни раз повы силось бы строд ействие и объ ем оперативной пам яти,
появились персональны е ком пью теры д ля ш ирокого круга пользователей.
О казалось, что м ощ ны е полевы е транзисторы            облад аю т лучш им и
усилительны м и и переклю чаю щ им и свойствам и, чем биполярны е, и их стали
ш ире прим енять в перед аю щ их и преобразовательны х устройствах. Т енд енции
развития этих приборов сохраняю тся и в настоящ ее врем я. М Д П-транзисторы
из-за более простой технологии изготовления и более вы сокого вход ного
сопротивления на постоянном токе (1010 – 1012 О м ) успеш но вы тесняю т
полевы етранзисторы суправляю щ им p-n-переход ом вразличной аппаратуре.


     3.1. П р инцип действия и к онстр ук ция М Д П -тр анзистор а.

       М Д П-транзисторы являю тся четы рехполю сны м и полупровод никовы м и
приборам и. Ч етверты й д ополнительны й электрод присоед инен к под лож ке, на
которой изготавливается транзистор. В М Д П-транзисторах изм енение
провод им ости тонкого слоя полупровод ника на границе с д иэлектриком
происход ит за счет навед ения заряд а под виж ны х носителей под д ействием
напряж ения, прилож еного м еж д у затвором и истоком Uзи. М Д П-транзисторы
д елятся на д ва вид а: транзисторы со встроенны м каналом и транзисторы с
инд уцированны м каналом . В транзисторах со встроенны м каналом (рис.1а)
канал созд ается технологическим путем . В транзисторах с инд уцированны м
каналом (рис. 1б) канал появляется под д ействием управляю щ его напряж ения.
Т ранзисторы со встроенны м каналом м огутработать в реж им ах обогащ ения и
обед нения канала основны м и носителям и, а транзисторы с инд уцированны м
каналом работаю ттолько в реж им е обогащ ения граничного слоя д иэлектрик-
полупровод никосновны м и носителям и.
       По типу провод им ости каналов полевы е М Д П-транзисторы д елятся на
транзисторы с каналам и n- и p-типов. Н а рис. 2 привед ены условны е
обозначения полевы х транзисторов.
       Рассм отрим процесс образования канала в М Д П-транзисторе с
инд уцированны м каналом p-типа (рис. 3) при нулевом напряж ении м еж д у
истоком и стоком (Uси=0).
       Распред еление заряд а в структуре и зонная д иаграм м а при напряж ении
м еж д у затвором и стоком Uзи=0 показаны на рис. 3а. В нутри пленки окисла