Конструкция МДП транзисторов
Полевой транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, в котором управление током, протекающим между двумя электродами, достигается с помощью напряжения, приложенного к третьему. Электроды, между которыми протекает рабочий ток, носят название истока и стока, причем исток считается тот электрод, через который носители заряда втекают в прибор. Третий электрод называется затвором.
Особый класс полевых транзисторов составляют полевые транзисторы с изолированным затвором. Отличительной чертой этих транзисторов является то, что модуляция проводимости канала осуществляется в них не с помощью смещенного в обратном направлении p-n перехода, а с помощью металлического электрода, отделенного от канала тонкой (около 0.1 мк ) пленкой изолятора. Полевые транзисторы с изолированным затвором обладают вельми большими сопротивлениями (до 10е15 Ом ), малыми значениями межэлектродных емкостей ( 0.5 - 2 пф ), хорошими частотными свойствами ( Fт примерно 300 - 500 Мгц).
У полевых транзисторов с изолированным затвором последний представляет собой металлический слой, изолированный от полупроводника тонкой диэлектрической пленкой. Наличие диэлектрика снимает ограничение на полярность смещения: она может быть как положительной, так и отрицательной, причем в обоих случаях ток затвора отсутствует. Структура таких транзисторов (металл - диэлектрик - полупроводник), как уже отмечалось, лежит в основе их названия: МДП транзисторы. В том весьма распространенном случае, когда диэлектриком является окисел (двуокись) кремния, их называют МОП транзисторами (по-английски MOS).
Две основные структуры МДП транзисторов показаны на рисунке. Первая из них (левый рис.) характерна наличием специально осуществленного (собственного или встроенного} канала, проводимость которого модулируется смещением на затворе. В случае канала р-типа положительный потенциал Us отталкивает дырки из канала (режим обеднения), а отрицательный - притягивает их (режим обогащения). Соответственно проводимость канала либо уменьшается, либо увеличивается по сравнению с ее значением при нулевом смещении.
Вторая структура (правый рис.) характерна отсутствием структурно выраженного канала. Поэтому при нулевом смещении на затворе проводимость между истоком и стоком практически отсутствует: исток и сток образуют с подложкой встречновключенные р-п переходы. Тем более не может быть существенной проводимости между истоком и стоком при положительной полярности смещения, когда к поверхности полупроводника притягиваются дополнительные электроны. Однако при достаточно большом отрицательном смещении, когда приповерхностный слой сильно обогащается притянутыми дырками, между истоком и стоком образуется индуцированный (наведенный полем) канал, по которому может протекать ток. Значит, транзисторы с индуцированным каналом работают только в режиме обогащения. В настоящее время этот тип транзисторов имеет наибольшее распространение.
Назад
Содержание
Далее