Принцип действия МДП транзисторов.
Транзисторы со структурой металл—диэлектрик—полупроводник (МДП). МДП-транзистор представляет собой полевой прибор, в котором металлический затвор изолирован от полупроводника тонким слоем диэлектрика.
МДП-транзисторы могут быть классифицированы по способу создания проводящего канала. В большинстве приборок используется проводящий инверсионный слой вблизи границы диэлектрик-полупроводник. Существуют, однако, приборы, называемые транзисторами с глубоким обеднением , основанные на эффекте уменьшения проводимости канала, расположенного на некотором удалении от поверхности полупроводника. Подвижные носители в инверсионных МДП-транзисторах находятся в приповерхностной области полупроводника, а их концентрация зависит от электрического поля, создаваемого затвором. Это существенно отличает МДП-приборы от рассмотренных выше транзисторов с управляющим р-n-переходом.
Принцип работы МОП-транзистора инверсионного типа проиллюстрирован на рисунке. Для простоты полагается, что затвор отделен от полупроводника идеальным изолятором, а влияние поверхностных ловушек не учитывается. Распределение зарядов при нулевых напряжениях на электродах показано на рисунке а. Вблизи «+-областей, созданных диффузией для образования истока и стока, имеются области пространственного заряда, возникшие за счет внутренней разности потенциалов на n+-р-переходах. Поскольку в p-области электроны практически отсутствуют, сопротивление исток-сток весьма велико и соответствует сопротивлению двух встречно включенных диодов npи нулевом смещении.
Если к затвору приложено положительное напряжение (рис 6), вблизи поверхности происходит инверсия типа проводимости, так что в этой области концентрация электровоз становится достаточно высокой и сопротивление сток—исток резко уменьшается.
При подаче положительного напряжения на сток (рис. в) электроны начинают двигаться от истока к стоку по инверсионному слою. За счет падения напряжения вдоль канала нормальная составляющая поля затвора и соответственно концентрация электронов уменьшаются в направлении от истока к стоку. Толщина же обедненной области под инверсионным слоем в этом направлении увеличивается вследствие возрастания разности потенциалов между подложкой и каналом.
Когда напряжение на стоке превысит определенную величину (рис.г), происходит перекрытие канала вблизи стока, и ток через прибор выходит на насыщение так же, как и в транзисторе с управляющим р-n переходом.
Назад
Содержание
Далее