Глава 2.1

Общие сведения. Элементарная теория работы полевых транзисторов

Физической основой работы полевого транзистора со структурой металл-диэлектрик-полупроводник является эффект поля. Напомним, что

эффект поля
состоит в том, что под действием внешнего электрического поля изменяется концентрация свободных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника.
В полевых приборах со структурой МДП внешнее поле обусловлено приложенным напряжением на металлический электрод-затвор. В зависимости от знака и величины приложенного напряжения присутствуют четыре состояния области пространственного заряда (ОПЗ) полупроводника - обогащение, обеднение, слабая и сильная инверсия. Полевые транзисторы в активном режиме могут работать только в области слабой или сильной инверсии, т.е. в том случае, когда инверсионный канал между истоком и сроком отделен от объема подложки слоем обеднения. На рис. 2.1.1 приведена топология МДП транзистора, где этот факт наглядно виден.

В области инверсии концентрация неосновных носителей заряда в канале выше, чем концентрация основных носителей в объеме полупроводника. Изменяя величину напряжения на затворе, можно менять концентрацию свободных носителей в инверсионном канале и тем самым модулировать сопротивление канала. Источник напряжения в стоковой цепи вызовет изменяющийся в соответствии с изменением сопротивления канала ток стока и тем самым будет реализован эффект усиления. Таким образом, МДП транзистор является сопротивлением, регулируемым внешним напряжением. К нему даже в большей степени, чем к биполярным приборам, подходит историческое название "транзистор" так как слово "transistor" образовано от двух английских слов - "transfer" и "resistor", что переводится как "преобразующий сопротивление".

полевой транзистор

Рис. 2.1.1. Полевой транзистор со структурой металл-диэлектрик полупроводник.


Глава 1.18 Содержание Глава 2.2