МОП-транзистор

December 24, 2011 by admin Комментировать »

На рис. 2.3, а показана принципиальная конструкция я-канального МОП- транзистора. Стоком и истоком являются области n-типа, сформированные в кремниевом бруске р-типа, который называют подложкой. Затвор представляет собой металлический электрод, изолированный от кремниевого бруска слоем оксида кремния.

Как показано на рисунке, включен в простую цепь, в которой на сток подано положительное напряжение относительно истока. В этих условиях ток через источник питания не течет, поскольку р-п-переход на стыке сток—подложка смещен в обратном направлении. Даже если бы сток и исток поменялись местами, ток все равно не протекал бы, так как р-n-переход на истоке был бы смещен в обратном направлении.

Рассмотрим теперь схему на рис. 2.3, б, где на затвор подано положительное напряжение относительно истока. Поле положительного затвора отталкивает дырки в подложке />-типа, в результате чего вблизи поверхности с изолирующим покрытием остается узкий канал n-типа. Этот узкий канал и обеспечивает проводимость между истоком и стоком.

Таким образом, при наличии некоторого положительного напряжения на затворе, поддерживающего транзистор в проводящем состоянии, величиной тока стока можно управлять, изменяя напряжение на затворе.

Итак, по принципу действия похож на полевой транзистор с р-п -переходом за исключением того, что последний проводит при нулевом напряжении на затворе и канал запирается только при подаче на затвор определенного отрицательного напряжения. Чтобы подчеркнуть различие между полевыми транзисторами этих двух типов, говорят, что описываемый сейчас работает в режиме обогащения, а транзистор с р-я-переходом — в режиме обеднения. Можно построить я-каналь- ный , способный работать в режиме обеднения, обеспечив наличие встроенного канала n-типа между истоком и стоком даже при отсутствии смещения на затворе. Такой встроенный канал можно создать, вводя посредством диффузии примеси в подложку />-типа, однако обычно в этом нет необходимости: в изолирующем слое из оксида кремния имеются ловушки с захваченными положительными ионами, которые индуцируют

 

Рис. 2.3. «-канальный :

а — случай нулевого смещения на затворе; б — в результате подачи положительного напряжения на затвор в подложке индуцируется канал л-типа.

канал л-типа в подложке. В случае а со встроенным каналом (с обеднением) можно использовать как отрицательные, так и положительные напряжения на затворе, поскольку затвор не образует р-п-перехода, который нужно поддерживать смещенным в обратном направлении.

Рис. 2.4. Обозначения ов:

а — л-канальный транзистор со встроенным каналом (с обеднением); б — л-канальный транзистор с индуцируемым каналом (с обогащением); в — /(-канальный транзистор со встроенным каналом (с обеднением); г — /(-канальный транзистор с индуцируемым каналом (с обогащением).

Подача положительного напряжения на затвор будет приводить к увеличению тока стока за счет расширения индуцируемого канала. Поэтому МОП- транзистор со встроенным каналом (с обеднением) является гибким электронным прибором, который может работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения.

Бывают также ы с каналом р-типа. Подложка у них — л-типа, и, как правило, они являются транзисторами, работающими в режиме обогащения (с индуцируемым каналом). Им на сток обычно подают отрицательное напряжение относительно истока, и ток стока равен нулю, пока отрицательное относительно стока напряжение не приложено также к затвору.

На рис. 2.4 приведены обозначения ов. На рис. 2.4, а показан л-канальный транзистор со встроенным каналом (с обеднением). Вывод подложки (часто обозначаемый буквой «Ь» от слова bulk — масса) снабжен стрелкой, указывающей тип проводимости канала. Обычно подложку соединяют с истоком, причем иногда это делается внутри транзистора. На рис. 2.4, б показан л-канальный с индуцируемым каналом (с обогащением), и в отличие от рис. 2.4, а канал указан прерывистой линией, подчеркивающей, что собственный проводящий канал между истоком и стоком в транзисторе отсутствует. На рис. 2.4, в и г показаны /ьканальные ы со встроенным и с индуцируемым каналами (с обеднением и с обогащением) соответственно; обратите внимание, что стрелка у вывода подложки направлена в противоположную сторону по сравнению с л-канальными транзисторами. В обозначениях всех ов явным образом указывается, что затвор изолирован от канала.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты