Розділ Напівпровідникові прилади та їх використання в обчислювальній техніці
Принцип дії польового транзистора з управляючим
жүктеу/скачать 171 Kb.
|
розділ 2
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.6.2.2. Принцип дії польового транзистора з ізольованим затвором
| 2.6.2.1. Принцип дії польового транзистора з управляючим p-n переходом
Основою приладу є кристал домішкового напівпровідника, наприклад n – типу, з двома омічними контактами, які називаються витік і стік. Між витоком і стоком розміщений p-n перехід, у якого зі сторони р – області знаходиться омічний контакт – затвор. При прикладенні до p-n переходу, тобто, наприклад, між контактами затвор і витік зворотної напруги, збіднена область p-n переходу розширюється, в результаті чого переріз каналу зменшується. Носії заряду (електрони) протікають по каналу між витоком і стоком, створюючи таким чином електричний струм іс. Подаючи зворотну напругу на вхід затвор - витік ми можемо регулювати ширину p-n переходу і регулювати ширину каналу, по якому протікає електричний струм, а отже і сам електричний струм через транзистор. Польові транзистори мають низку суттєвих переваг над біполярними, важливих для використання в обчислювальній техніці: Вхідний опір польових транзисторів набагато більший від опору біполярних, що важливо для електричних схем, де потрібне економне споживання потужності для управління приладом (наприклад, у комп’ютерів). Крім того, великий вхідний опір транзистора спрощує узгодження послідовних каскадів електричних схем. В каналі польового транзистора рух носіїв заряду відбувається під дією електричного поля на відміну від дифузійного руху носіїв в біполярному транзисторі. Цей факт суттєво підвищує швидкодію приладів, побудованих на основі польових транзисторів. 2.6.2.2. Принцип дії польового транзистора з ізольованим затвором Окрім польових транзисторів з управляючим затвором існують так звані транзистори з ізольованим затвором. Такі транзистори часто називають МДН–транзистори (метал-діелектрик-напівпровідник) або МОН-транзистори (метал-оксид-напівпровідник). На рис. 2.27 і рис. 2.28 показані позначення на схемах такого транзистора і його будова. Основою транзистора є кремнієва пластинка з електропровідністю p-типу. У ній створено дві області з електропровідністю n+-типу (з підвищеною провідністю). Ці області є витоком і стоком і від них зроблені виводи. Між стоком і витоком розміщується приповерхневий канал з електропровідністю n-типу. Заштрихована область - діелектричний шар з діоксиду кремнію (його товщина зазвичай складає 0,1 - 0,2мкм). Над діелектричним шаром розташований затвор у вигляді тонкої металевої плівки. База такого транзистора зазвичай сполучена з витоком і ії потенціал береться за нульовий. Інколи до бази під’єднаний окремий контакт. Розглянутий транзистор називають транзистором з власним (вбудованим) каналом. Принцип його дії наступний. Якщо на затвор прикладена нульова напруга, то, при нульовій напрузі між стоком і витоком, через канал потече струм (потік електронів). Через базу струм не піде, оскільки один з p-n-переходів знаходиться під зворотною напругою. При подачі на затвор напруги негативної полярності відносно витоку (отже і бази) в каналі утворюється поперечне електричне поле, яке виштовхує електрони з каналу в області витоку, стоку і бази. Канал збіднюється електронами, його опір збільшується, струм зменшується. Чим більша напруга на затворі, тим меншим буде струм. Такий режим називається режимом збіднення. Якщо подати позитивну напругу на затвор, то під дією поля з областей стоку, витоку і кристалу в канал приходитимуть електрони. Опір каналу буде падати, струм збільшуватися. Такий режим називається режимом збагачення. Якщо база n-типу, то канал має бути p-типу і полярність напруги змінюється на протилежну. жүктеу/скачать 171 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|