Полевые МДП (МОП)-транзисторы с изолированным затвором
М - металл, П - полупроводник.
Д(O) - диэлектрик (в современных интегральных схемах в качестве диэлектрика используется окисел кремния SiO2, отсюда и название - МОП).
В МОП-транзисторах затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика (0,2-0,3мкм).
В основе классификации МОП-транзисторов лежат две конструктивные особенности - индуцированный канал и встроенный канал (рис. 6 и 7 соответственно). В полевых транзисторах с изолированным затвором со встроенным каналом между истоком и стоком существует канал. Характеристика управления данных транзисторов находится в области как положительного так и отрицательного смещения. Uзи>0: режим обогащения; Uзи<0 – режим обеднения.
В транзисторах с индуцированным каналом изначально отсутствует канал между истоком и стоком. Он возникает при подаче управляющего напряжения на затворе. При этом из областей истока и стока основные носители заряда вытягиваются в приповерхностный слой основного кристалла, образуя искусственный (индуцированный) канал.
Рис. 6 – МОП- транзистор с индуцированным каналом
Рис. 7.Структура МОП-транзистора со встроенным n-каналом
Транзисторы с индуцированным, например, n-каналом работают только при положительной полярности напряжения на затворе, то есть в режиме обогащения канала (рис. 8, а);МОП-транзистором со встроенным каналом (встроенным заранее) работают при обеих полярностях напряжения на затворе, то есть в режиме обогащения и обеднения канала (рис. 8, б);
|
|
Рис. 10. Стоковые (выходные) ВАХ МОП-транзистора: а - с индуцированным каналом; б - со встроенным каналом
Из рисунка 10 видно, что транзистор с индуцированным каналом работает только в режиме обогащения, начиная с напряжения при котором создается (индуцируется) канал, а транзистор со встроенным каналом работает как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения
Обозначаются:
|
| n-канальный |
| p-канальный |
Рис. 12. полевые транзисторы с изолированным затвором индуцированным каналом
Таким образом, можно выделить ряд особенностей и достоинств полевого транзистора:
1. Управляется в отличие от биполярного - электрическим полем
2. Имеет очень высокое входное сопротивление, особенно МОП, МДП транзисторы, порядка 10- 100 Мом.
3. Отличаются высокочастотными свойствами (из-за отсутствия емкостей переходом на пути движения носителей).
4. Отличаются, в основном, слабой чувствительностью к температуре и радиации.
5. Внимание! МОП и МДП транзисторы чувствительны к статическому электричеству. Статический заряд может пробить тонкий слой окисла или диэлектрика, что приводит к выходу из строя элемента.
В качестве примера в таблице приведены основные параметры транзисторов