55. Структуры и условные графические обозначение полевых транзисторов.

Полевой транзистор — это электропреобразовательный прибор, в котором ток через канал управляется электрическим полем, возникающим при приложении напряжения между затвором и истоком, и который предназначен для усиления мощности электрических колебаний. Полевой транзистор с управляющим электронно-дырочным переходом имеет два невыпрямляющих контакта к области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда, и один или два управляющих электронно-дырочных перехода, смещенных в обратном направлении. При изменении обратного напряжения на р-n-переходе изменяется его толщина и, следовательно, толщина области, по которой проходит управляемый ток основных носителей заряда. Область, толщина и поперечное сечение которой управляется внешним напряжением на управляющем p-n-переходе и по которой проходит управляемый ток основных носителей, называют каналом. Электрод, из которого в канал входят основные носители заряда, называют истоком. Электрод, через который из канала уходят основные носители заряда, называют стоком. Электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала, называют затвором.

56. Схемы включения полевых транзисторов.

ОИ и ОС

57. Характеристики и параметры полевых транзисторов.

Выходные (стоковые) характеристики. Выходной характеристикой называют зависимость вида: Стокозатворные характеристики (характеристики передачи, передаточные, переходные, проходные характеристики). Стокозатворной характеристикой называют зависимость вида: Такие характеристики не дают принципиально новой информации по сравнению с выходными, но иногда более удобны для использования. Крутизна стокозатворной характеристики S (крутизна

характеристики полевого транзистора): Обычно задается u_зи=0. При этом для транзисторов рассматриваемого типа крутизна максимальная. Для КП103Л S = 1,8...3,8 мА/В при u_ис = 10В, u_зи= 0, t = 20°С. Внутреннее дифференциальное сопротивление R_{uc. диф} (внутреннее сопротивление) Коэффициент усиления Инверсное включение транзистора. Полевой транзистор, как и биполярный, может работать в инверсном режиме. При этом роль истока играет сток, а роль стока — исток. Прямые (нормальные) характеристики могут отличатьcя конструктивно и технологически. Частотные (динамические) свойства транзистора. В полевом транзисторе в отличие от биполярного отсутствуют инжекция неосновных носителей и их перемещение по каналу, и поэтому не эти явления определяют динамические свойства. Инерционность полевого транзистора определяется в основном процессами перезаряда барьерной емкости р-п-перехода. Свое влияние оказывают также паразитные емкости между выводами и паразитные индуктивности выводов. В справочных данных часто указывают значения следующих дифференциальных емкостей, которые перечислим ниже: входная емкость С_зи — это емкость между затвором и истоком при коротком замыкании по переменному току выходной цепи; проходная емкость С_зи — это емкость между затвором и стоком при разомкнутой по переменному току входной цепи; выходная емкость С_ис — это емкость между истоком и стоком при коротком замыкании по переменному току входной цепи.

58. Транзисторы из арсенид галлия.

Арсени́д га́ллия (GaAs) — химическое соединение галлия и мышьяка. Важный полупроводник, третий по масштабам использования в промышленности после кремния и германия. Используется для создания сверхвысокочастотных интегральных схем, светодиодов, лазерных диодов, диодов Ганна, туннельных диодов, фотоприёмников и детекторов ядерных излучений. Подложки из арсенида галлия гораздо сложнее для изготовления и примерно впятеро дороже, чем кремниевые, что ограничивает применение этого материала.

59. Перспективные транзисторные структуры.

Основная тенденция развития микроэлектроники заключается в непрерывном росте степени интеграции элементов на кристалле. В соответствии с этой тенденцией уменьшаются линейные размеры транзисторных структур и, соответственно, увеличивается плотность размещения элементов на кристалле. Естественно, что такая тенденция не может продолжаться, и прежде всего из-за достижения физических пределов отдельных транзисторных структур. Физические процессы диффузии, дрейфа, статистические законы, законы термодинамики работают в определенных граничных и начальных условиях. Уменьшение геометрических параметров транзисторных структур, переход от микро к наноразмерам приводит к переходу в другую область физики явлений, к принципиально другому процессу обработки информационных сигналов. Основная тенденция развития микроэлектроники заключается в непрерывном росте степени интеграции элементов на кристалле. В соответствии с этой тенденцией уменьшаются линейные размеры транзисторных структур и, соответственно, увеличивается плотность размещения элементов на кристалле. Естественно, что такая тенденция не может продолжаться, и прежде всего из-за достижения физических пределов отдельных транзисторных структур. Физические процессы диффузии, дрейфа, статистические законы, законы термодинамики работают в определенных граничных и начальных условиях. Уменьшение геометрических параметров транзисторных структур, переход от микро к наноразмерам приводит к переходу в другую область физики явлений, к принципиально другому процессу обработки информационных сигналов. Транзисторы со сверхтонкой пленкой-основанием выполняются на пленке кремния толщиной 30—40 нм, нанесенной сверху оксидного слоя. При этом это основание может быть частично или полностью обеднено носителями. Если тонкая пленка полностью обеднена подвижными носителями при всех значениях напряжения смещения, то в области канала заряда нет. В этом случае электрическое поле в инверсионном слое прибора меньше, чем в обычных приборах с сильнолегированной областью канала, выполненных на объемном материале. Такие транзисторы обладают большой крутизной ВАХ. Такая структура лежит в основе Terahertz-транзисторов фирмы Intel, частота переключения которых составляет 1000 ГГц или 1 ТГц. Транзистор изготавливается на слое из кремния толщиной 30 нм, использование оксида кремния вместо традиционного диоксида кремния позволяет снизить ток утечки через затворный диэлектрик на четыре порядка.