Проходные характеристики ПТ

Это зависимость тока стока от .

ПТ, управляемый p-n переходом, работающий в режиме обеднения канала носителями зарядов при изменении напряжения от 0 до .

Проходные характеристики ПТ с управляющим р-n переходом хорошо анализируется выражением:

,

Где U_{зи отсечки} – U, при котором I_с=0,

n – теоретическое значение, равно 2

ПТ с изолированным затвором.

Это МОП и МДП - транзисторы. Бывают двух типов:

- с индуцированным каналом

- со встроенным каналом

Структура ПТ с изолированным затвором:

1- область истока

2- подложка

3- область стока

4- область канала

5- диэлектрик

6- металлизация затвора

7- металлизация тыльной стороны подложки

Канал может быть встроенным или индуцированным. Если он встроен, то ток может протекать между истоком и стоком при нулевом напряжении на затворе. Если он индуцированный, то ток между истоком и стоком может протекать, только если к затвору приложенное напряжение больше .

Подложка из чистого или слабо легированного Si. В ней диффузией создаются сильно легированные области противоположной полярности, которые будут являться областями истока и стока. Между ними создается слой диэлектрика на поверхности толщиной 0, 15 – 0, 3 мкм.

Для этой цели используются любые диэлектрики, обладающие необходимыми электрофизическими параметрами. Наибольшее применение нашли два типа диэлектриков SiO2, нитрид – кремния. Сверху этот слой покрывают слоем металла, который является затвором.

При приложении напряжения к структуре металл – диэлектрик – полупроводник из-за большой разности сопротивления между диэлектриком и полупроводником электрическое поле будет существовать только в диэлектрике. Поэтому в полупроводнике вблизи границы раздела образуется поверхностный заряд, величина которого зависит от величины и полярности напряжения.

 

Принцип работы ПТ с индуцированным каналом.

При соединении полупроводника n- типа с диэлектриком под затвором для образования канала с дырочной проводимостью необходимо приложить к затвору «-» . Оно нужно:

· для компенсации положительного заряда сосредоточенного на границе раздела диэлектрик – полупроводник

· для оттеснения основных носителей зарядов (электронов) из приповерхностной зоны.

Увеличение «-» приводит к тому, что концентрация ионов примесей будет недостаточной для компенсации электрического поля в диэлектрике. В результате происходит вытеснение собственных электронов и происходит инверсия типов проводимости в поверхностном слое, т.е. образуется p – типа. Образовавшийся канал между стоком и истоком при приложении соответствующего напряжения будет пропускать ток канала работающего в режиме обогащения

Напряжение на затворе, при котором проявляется проводимость канала, называется пороговым. Без подачи напряжения на затвор сопротивление сток-исток в таком транзисторе очень велико и соответствует сопротивлению двух встречно включенных диодов при нулевом смещении. При через образованный слой, потечет ток, если приложить напряжение между стоком и истоком.

Как и у ПТ, управляемого p-n переходом, увеличение напряжения сток-исток приводит сначала к линейному росту тока, а затем перекрытию канала у истока и насыщению тока канала. При дальнейшем увеличении точка перекрытия канала будет смещена к истоку. Ток стока при этом будет постоянным. Механизм переноса носителей через область такой же как и у БТ, включенного по схеме с ОБ из коллекторного перехода.

ПТ со встроенным каналом.

В нем при =0 существует проводимость поверхности канала. При подключении на затвор положительного напряжения электрическое поле в диэлектрике будет подтягивать к поверхности полупроводника p-типа электроны, которого увеличивают первоначальную проводимость канала.

При подаче отрицательного напряжения на затвор электрическое поле будет уменьшать проводимость канала.