1. Статическая стоковая характеристика

Ic = f(Uc) при U_ЗИ = const, см. рис.9.7

Рис. 9.7 Стоковая характеристика

При U_ЗИ < U_пор - транзистор закрыт, и его ВАХ подобна обратной ветви полупроводникового диода (нижняя кривая на рис.9.7).

Она практически совпадает с осью напряже­ний, отклоняясь от нее в области электрического пробоя.

При U_3И = 0 и малых значениях U_СИ ток стока изменяется прямо пропорционально с изменением на­пряжения (участок АБ).

В точке БВ из-за заметного сужения стокового участка канала и уменьше­ния его общей проводимости намечается некоторое отклонение характеристики от прямой линии.

На участке БВ существенное сужение стокового участка канала и значи­тельное уменьшения его общей проводимости вызывают замедление роста тока I_С с увеличением U_СИ.

В точке В, при U_{СИ нас} ток стока достигает величины I_{С нас} и в дальнейшем остается почти неизменным.

2. Статическая стоко-затворная характеристска

Ic = f(Uзи) при Uси = const. рис. 9.8

Рис. 9.8 Cтоко-затворная характеристска

Нормальный режим работы транзистора при U_СИ > U_СИнас.

Прямое включение p-n перехода не применяется т.к. при этом происходит инжекция неосновных носителей и входное сопротивление транзистора резко падает, теряется основное достоинство полевого транзистора - высокое входное сопротивление.

Основные параметры:

1. Начальный ток стока I_cнач при U_зи = 0

2. Напряжение отсечки U_ОТС при котором ток стока I_c=0

3. Крутизна стоко-затворной характеристики

S =I_С /U_ЗИ [мА/В], при U_С = conct

Поверхностные явления.

Конструкция полупроводниковых кри­сталлов современных приборов и интегральных микросхем характеризуются очень малыми размерами областей (единицы и доли мкм) от поверхности кристалла, в которых происходит преобразование электрических сигналов.

Физические процессы на поверхности полупроводника в большой степени определяют электрические характери­стики и параметры полупроводниковых приборов и интег­ральных микросхем.

В полевых транзисторах, важней­шие физические процессы, определяющие их принцип дей­ствия, протекают непосредст­венно в приповерхностном слое.

Рассмотрим следующие физические процессы:

- поверхностный заряд;

- эффект поля.

Поверхностный заряд.

Структура поверхности полупро­водников характеризуется большим числом различных де­фектов. Атомы полупроводника на поверхности имеют свободные химиче­ски активные валентные связи и при воздействии атмосфе­ры вступают в реакцию с кислородом и парами воды, обра­зуя различные оксиды и гидраты.

Сама грани­ца раздела является нарушением пространственной перио­дичности кристаллической решетки, т. е. представляет собой дефект.

В результате в приповерхностном слое появля­ются на зонной диаграмме энергетические уровни, расположенные в запрещен­ной зоне.

Состояния, соответствующие этим уровням, пред­ставляют собой так называемые поверхностные ловушки.

Захватывая под­вижные носители, они могут превращаться в положительные или отрицательные ионы, образуя поверхностный заряд.

В реальных прибо­рах на поверхность полупроводника наносятся тонкие диэлектрические пленки, и производится специальная терми­ческая обработка с целью улучшения и стабилизации па­раметров приборов, а также защиты поверхности.

Напри­мер, в кремниевых и некоторых арсенид-галлиевых планарных приборах и интегральных микросхемах поверхность покрыта слоем оксида (Si0₂) толщиной в десятые доли микрона.

Это приводит к тому, что для кремния, покрытого оксидом SiO₂, помимо заряда ловушек существует постоянный поверхностный заряд.

В пленке SiO₂ вблизи границы раздела с крем­нием возникает тонкий переходный слой, содержащий боль­шое число дефектов типа кислородных вакансий (недоста­ток одного атома кислорода в молекуле SiO₂), в котором образуется положительный заряд ионов Si+.

Эффект поля

Эффектом поля называется изменение концентрации свободных носителей в приповерхностном слое полупроводника (и, следовательно, его удельного сопротивления) под действием внешнего электрического поля, направленного нормально к поверхности.

В зависимости от направления по­ля и его напряженности различают три режима приповерхностного слоя:

- обеднения;

- инверсии;

- обогащения.

Рассмот­рим эффект поля на примере полупроводника р-типа с по­стоянной концентрацией акцепторов.

На рис. 10.1а. – 10.1в. показаны напряженность поля и концентрация носителей заряда в приповерхностном слое.

Предположим, что поверхностный заряд равен нулю.

Если полупроводник поместить во внешнее электрическое поле, то оно вызовет смещение свободных носителей в приповерх­ностном слое.

Появится нескомпенсированный объ­емный заряд, экранирующий остальную часть полупроводника от внешнего поля.

В стационарном режиме ток через полупроводник не течет, так как отсутствует замкнутая проводящая электрическая цепь.

Рис. 10.1 Концентрация носителей заряда в приповерхностном слое.

Режим обеднения поясняет рис.10.1а.

Под действием по­ля, направление которого показано на рис, дырки (основные носители) смещаются от поверхности вглубь полупроводника, так что их концентрация у поверхности уменьшается.

Концентрация электронов у поверхности возрастает за счет их дрейфа к поверхности под действием электричес­кого поля.

Электроны (неосновные носи­тели) притягиваются к поверхности, но их концентрация здесь остается очень малой.

Поэтому у поверхности образу­ется обедненный слой толщиной L_o6 .

Режим обеднения наблюдается при небольшой напряжен­ности внешнего поля, когда n_пов<N_a, а поверхностный по­тенциал не превышает порогового значения ф_пор, которое можно определить из условия n_noв = N_a,

_пор = 2ф_тln(N_a /n_i) (10.1)

Распределения концентра­ций электронов и дырок показаны на рис. 10.1а.

Режим инверсии (рис10.1б)

При большой напряженности внешнего электрического поля наблюдается режим инверсии.

Режим инверсии такое состояние приповерхностного слоя полу­проводника, в котором поверхностная концентрация элек­тронов (неосновных носителей) превышает концентрацию акцепторов.

Тонкий хорошо проводящий слой n-типа (рис.10.1б) с высокой концентрацией электронов называют инверсным, так как его тип проводимости противоположен типу проводимости подложки.

Распределения концентра­ций электронов и дырок показаны на рис. 10.1б.

Возникший проводящий слой n-типа экранирует полупроводник от внешнего поля.

Режим обогащения (рис10.1в)

При изменении направления внешнего электрического поля возникает режим обогащения, так как дырки притя­гиваются к поверхности и образуют обогащенный слой, где их концентрация выше концентрации акцепторов.

Обога­щенный слой характеризуется повышенной проводимостью, он также экранирует полупроводник от внешнего поля.

Структура металл – диэлектрик - п/п (МДП или МОП)

Структуры металл — диэлектрик — полупроводник (МДП) составляют основу полевых МДП-транзисторов, конденсаторов, уп­равляемых напряжением, а также широко используются в интегральных схемах.

Простейшая МДП-структура (рис. 10.2) содержит полупроводниковый кристалл — подложку 1, слой диэлек­трика 2, металлический электрод — затвор 3, омический контакт к подложке 4.

Структура имеет два вывода (за­твор и контакт к подложке) и является МДП-конденсатором, емкость которого зависит от напряжения между затвором и выводом подложки.

Физические процессы в МДП-структуре.

Напряжение затвора создает электрическое поле, проникающее через тонкий (толщиной d=0,03-0,1 мкм) слой диэлектрика в приповерхностный слой по­лупроводника, где оно изменяет концентрацию носителей.

В зависимости от значения напряжения наблюдаются рас­смотренные режимы обогащения, обеднения или инверсии.

Рис, 10.2 МДП-структура

Напряжение U_з =U₀, при котором в полупроводнике равны нулю напряженность поля, поверхностный потенци­ал и объемный заряд, называется напряжением нейтрализа­ции. Оно соответствует границе режимов обогащения и обеднения.

Пороговым напряжением U_з = U_nop, называется напряжение, при котором концентрация электронов в приповерхностном слое равна концентрации акцепторов, что соответствует границе режимов обеднения и инверсии.

Таким образом при U_з < U_o имеет место режим обогащения.

При U₀<U₃ <U_nop - режим обед­нения,

при Uз >U_nop - режим инверсии.

Напряжение затвора складывается из напряжения на диэлектрике U_д, напряжения в приповерхностном слое полупроводника _пов и контактной разности потенциалов перехода ме­талл — полупроводник _мпо.

Наиболее широко применяется МДП-структура на кремнии, где диэлектриком служит диоксид кремния, за­твором - пленка алюминия.

ПТ с изолированным затвором

В настоящее время они находят наибольшее применение, прежде всего в кремниевых ИМС, особенно в сверхбольших: микропроцессорах, ЗУ большой информационной емкости и др.

Полевые транзисторы металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), или по другому металл-оксид-полупроводник (МОП), сильно отличаются от рассмотренных (с управляющим p-n переходом) как по принципу действия, так и по технологии изготовления.

В отличие от ПТ с управляющим p-n переходом в МДП-транзисторах ме­таллический электрод затвора изолирован от полупроводниковой области кана­ла слоем диэлектрика.

Структура металл-диэлектрик-полупроводник и опреде­ляет название данного типа транзисторов.

В качестве диэлектрика часто ис­пользуются окислы (SiO₂), поэтому их и называют МОП-транзисторами.

МДП-транзисторы конструктивно выполняются двух видов: с индуцированным и встроенным каналом.

Принцип действия транзисторов с индуцированными и встроенными каналами n- и р-типа одинаковы.

Конструкция транзистора с индуцированным каналом

Это полупроводник (например кремний) р-типа, рис.10.3), в имеющий две области n-типа - сток и исток, на полупроводник нанесён тонкий слой диэлектрика (чаще других выращивается двуокиси кремния на кремнии). Толщина диэлектрика должна быть очень малой, толщина диэлектрика лежит в пределах 0,05...0,3 мкм.

Расстояние между истоком и стоком - мкм и менее.

Сверху на диэлектрике нанесён слой металла. Между металлом и полупроводником прикладывается электрическое поле от внешнего источника.

Рис.10.3 МДП-транзисторы с индуцированным и с встроенным каналом

Конструкция транзистора со встроенным каналом

Структура аналогична (рис.10.3), но перед тем, как делать подзатворный диэлектрик, проводится ещё одна диффузия доноров для n-канальных транзисторов или акцепторов для р-канальных транзисторов, чтобы создать встроенный канал.

Расстояние между истоком и стоком - мкм и менее.

На этом участке расположена узкая слаболегированная полоска кремния (n-типа) - канал.

Электрод затвора перекрывает подложку между об­ластями. Он изолирован от подложки также тонким слоем диэлектрика (0,05 -0,3мкм), также пленка двуокиси кремния.

В случае тонкого диэлектрика электрическое поле легко проникает в полупроводник.

Принцип работы МОП транзистора с индуцированным каналом

Если подать напряжение между стоком и истоком, то ничего не произойдёт: ток не появится, так как при любом знаке напряжения хоть один из р-п переходов смещён в обратном направлении (это как в биполярном транзисторе при очень толстой базе – два р-n перехода отдельно).

В случае, когда к металлу относительно полупроводника приложено положительное напряжение, дырок у поверхности стало меньше, чем в глубине, а электронов – больше. Но пока концентрация дырок у поверхности больше, чем концентрация электронов.

При дальнейшем увеличении положительного напряжения больше некоторого, так называемого порогового (U_П), электронов у поверхности становится больше, чем дырок.

Полупроводник разделился на две области: в глубине это по-прежнему р-тип, а вблизи поверхности – n-тип (произошла инверсия типа электропроводности).

Вблизи поверхности появится наведённый (индуцированный) слой n-типа. Этот слой соединит две исходные области n-типа, и между стоком и истоком появится ток. Образовался канал n-типа.

Если приложено отрицательное по отношению к полупроводнику напряжение то оно притягивает к поверхности полупроводника дырки, а электроны отталкивает - дырок у поверхности станет ещё больше, чем было в исходном полупроводнике.

Принцип работы МОП транзистора с встроенным каналом:

Теперь у транзистора есть ток даже при нулевом напряжении на затворе, и есть возможность управлять им.

В зависимости от полярности напряжения, приложенного к за­твору (относительно истока), канал может обедняться или обогащаться носи­телями заряда (электронами).

При отрицательном напряжении на затворе электроны проводимости выталки­ваются из области канала в объем полупроводника подложки. При этом канал обедняется носителями заряда, что ведет к уменьшению тока в канале.

При U_3И < 0 и других значений напряжений U_3И <U_ПOP канал между стоком и исто­ком отсутствует, в цепи стока течет пренебрежительно малый ток стокового перехода.

Положительное напряжение на затворе способствует втягиванию электронов проводимости из подложки в канал. В этом режиме, а это ре­жим обогащения, ток канала возрастает.

Таким образом, в отличие от ПТ с p-n переходами транзистор с изолированным затвором может работать с нулевым, отрицательным или положительным на­пряжением на затворе.

В рассмотренных случаях мы рассматривали структуры с р-подложкой. Можно использовать n-подложку.

Все рассуждения для неё будут те же, но на затвор надо подавать отрицательное напряжение, и канал будет р-типа.

Структура МОП транзистора имеет 4 контакта. Иногда их все используют. Однако чаще исток соединяют с подложкой, и остаётся только три контакта.

Статические характеристики МОП транзистора

На рис. 10.4 представлены стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с индуцированным n-каналом (подложка-р).

Рис.10.4 Стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с индуцированным n-каналом

Видно, что в этом случае все потенциалы положительны.

Стокозатворная характеристика имеет вид параболы.

I_C=A(U_ЗИ-U_ОТС)² при U_ЗИ <U_ОТС (10.2)

A – коэффициент, зависящий от конструкции и технологии изготовления транзистора, [А/В]

Крутизна стоко-затворной характеристики (характеристики управления)

S=_c/U_зи (10.3)

размерность [mA/В]

Зависимость тока стока от напряжения сток-исток представлена справа на рис.10.4.

Вопрос: почему характеристики не прямые – кажется, что только от напряжения U_ЗИ зависит проводимость канала, и, следовательно, должен соблюдаться закон Ома, т.е. ток стока должен быть пропорционален напряжению сток-исток.

Однако на рис.10.4 видно, что чем больше напряжение сток-исток, тем больше сопротивление канала.

Объясняется это тем, что в канале есть падение напряжения, а, так как в затворе нет никаких токов, то напряжение во всех точках затвора одинаковое.

Если исток и подложка соединены, то в канале близ истока напряжение равно 0, а вблизи стока равно U_СИ , значит разность потенциалов между затвором и подложкой будет уменьшаться от истока к стоку, канал будет иметь разную толщину и электропроводность, как показано на рис.10.5

Рис.10.5 Модуляция канала

При U_зинас происходит перекрытие канала около стока и дальнейшее увеличение напряжения на стоке не приводит к увеличению тока стока.

У ГО МОП полевого транзистора с n-каналом (слева) и с р-каналом (справа).

Рис.10.6 УГО транзисторов с встроенным каналом

Это МОП транзисторы с индуцированным каналом.

Х арактеристики МОП транзистора с встроенным каналом будут выглядеть:

Рис.10.7 Стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с встроенным n-каналом

У ГО: обозначаются такие транзисторы почти так же, как и транзисторы с индуцированным каналом:

Рис.10.8 УГО транзисторов с индуцированным каналом

Параметры полевых транзисторов

Основные электрические параметры полевых транзисторов

Независимо от конструкции ПТ характеризуются одними и теми же элек­трическими параметрами, различия проявляются только в количественных зна­чениях этих параметров.

1. Крутизна стоко-затворной характеристики (характеристики управления) S [ мА/В];

Коэффициент усиления каскада на полевом транзисторе зависит от крутизны

К_u = S R_н (10.4)

2. Внутреннее (дифференциальное) сопротивление, являющееся выходным со­противлением R_выx транзистора в [кОм]

R_i = U_СИ/I_С при U_3И = const. (10.5)

Дифференциальное сопротивление определяется по статическим стоковым характеристикам. Оно практически не зависит от тока стока и уменьшается с увеличением напряжения на стоке.

3. Статический коэффициент усиления по напряжению.

Показывает, во сколько раз изменение напряжения на затворе больше, чем изменение напряжения на стоке:

 = U_cи /U_зи при Ic = const. (10.6)

4. Ток затвора I₃. Ток затвора у транзисторов с управляющим р-п переходом зависит от температуры;

У МДП-транзисторов этой зависимости практически нет. Величина тока затвора не превышает десятков [нА ]

5. Пороговое напряжение

и_пор или напряжение отсечки.

Изменяется с изме­нением температуры, величина его и знак зависят от типа транзистора и состав­ляют доли или единицы вольт.

6. Емкости транзистора:

С_зи - входная; С_зс - проходная; С_си - выходная.

С увеличением напряжения на стоке U_c емкости уменьшаются, причем выход­ная меняется существенно, входная и проходная - на 10 - 15%.

7. Коэффициент шума [дБ]

Шумы ПТ определяются тремя составляющими:

- тепловой;

- избыточный (фликкер-шум или 1/f);

- дробовый.

Избыточный или l/f шум преобладает в области низких частот, его интенсив­ность изменяется примерно обратно пропорционально частоте. Источником его являются произвольные локальные изменения электрических свойств мате­риалов.

У ПТ с управляющим p-n переходом 1/f шум превышает тепловой только на частотах, меньших 100гц , у МДП-транзисторов он более интен­сивен и начинает заметно проявляться с частот порядка f = 1 - 5МГц .

Источником дробового шума является ток утечки затвора. Этот источник шума не является преобладающим и обычно он не учитывается.

Тепловой шум является основным на средних частотах, источник его - сопро­тивление канала постоянному току.

Тепловой и дробовой шумы не зависят от частоты, напряжение теплового и дробового шумов изменяются только при изменении полосы пропускания.

Коэффициент шума характеризует ухудшение соотношения сигнал/шум на выходе усилительного элемента, равен отношению на выходе к С/Ш на входе, выраженное в децибеллах.

К_Ш=10log ((P_C/P_Ш)_вых/(P_C/P_Ш)_вх) = 20log ((U_C/U_Ш)_вых/(U_C/U_Ш)_вх) (10.7)

Коэффициент шумов зависит от внутреннего сопротивления источника усили­ваемого сигнала R_г.

Основные предельно допустимые эксплуатационные параметры полевых транзисторов

1. Максимально допустимо значение тока стока транзистора /_{ct max};

2. Максимально допустимая мощность;

3. Максимально допустимые электродные напряжения U_СИ , U_3И , U_3C;

и максимально допустимое напряжение между подложкой и истоком U_{ПИ max};

4. Частотные свойства ПТ, используемого в качестве усилительного элемента, принято оценивать частотой f_гр на которой коэффициент усиления каскада К_I уменьшается в корень из 2 раз:

5. Температурная зависимость параметров и характеристик ПТ.

Параметры ПТ зависят от температуры. Определяется влиянием температуры на напряжение отсечки (пороговое напряжение) и ток стока. Изменение напряжения отсечки относительно невелико.

При изменении температуры в одну сторону ток стока может как увеличиваться, так и уменьшаться. Температурный коэффициент тока стока может принимать положительное, нулевое или отрицательное значение.

Основными физическими причинами температурных изменений тока стока являются температурные зависимости подвижности носителей и порогового напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ

Важнейшее отличие ПТ от БТ

Характерным для всех ПТ является очень малый ток в цепи затвора, т.к. затвор либо изолирован, либо образует с каналом управляющий переход, вклю­чаемый в обратном направлении.

Т.к. затвор в электрических схемах является входным электродом, то ПТ обладает высоким входным сопротивлением на постоянном токе (более 10⁸-10¹⁰ Ом).

В этом заключается важнейшее отличие ПТ от БТ, входное сопротивление которых, составляет единицы - сотни Ом (ОБ, ОЭ).

В связи с указанным различием входных сопротивлений иногда говорят, что ПТ - прибор, управляемый напряжением (электрическим полем), а БТ - это прибор, управляемый током.

В приборах, управляемых напряжением, напряжение на входном электроде прибора из-за высокого входного сопротивления R_ex практически не зависит от параметров самого прибора и определяется источником ЭДС входного сигнала, если R_ex » R_ucm, где R_иcm - внутреннее сопротивление источника.

В приборах, управляемых током, входной ток из-за малого входного сопротив­ления прибора слабо зависит от параметров прибора и определяется током ис­точника входного сигнала (при R_ex « R_иcm).

02.2013 Флёров А.Н. курс “ Электроника и МПУ” Для самостоятельного изучения

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Содержание

Полевые транзисторы металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), или по другому металл-оксид-полупроводник (МОП), сильно отличаются от рассмотренных (с управляющим p-n переходом) как по принципу действия, так и по технологии изготовления. 12

Конструкция транзистора с индуцированным каналом 13

Это полупроводник (например кремний) р-типа, рис.10.3), в имеющий две области n-типа - сток и исток, на полупроводник нанесён тонкий слой диэлектрика (чаще других выращивается двуокиси кремния на кремнии). Толщина диэлектрика должна быть очень малой, толщина диэлектрика лежит в пределах 0,05...0,3 мкм. 13

Сверху на диэлектрике нанесён слой металла. Между металлом и полупроводником прикладывается электрическое поле от внешнего источника. 13

Рис.10.3 МДП-транзисторы с индуцированным и с встроенным каналом 13

Конструкция транзистора со встроенным каналом 13

Структура аналогична (рис.10.3), но перед тем, как делать подзатворный диэлектрик, проводится ещё одна диффузия доноров для n-канальных транзисторов или акцепторов для р-канальных транзисторов, чтобы создать встроенный канал. 13

13

В случае тонкого диэлектрика электрическое поле легко проникает в полупроводник. 13

Принцип работы МОП транзистора с индуцированным каналом 13

Если подать напряжение между стоком и истоком, то ничего не произойдёт: ток не появится, так как при любом знаке напряжения хоть один из р-п переходов смещён в обратном направлении (это как в биполярном транзисторе при очень толстой базе – два р-n перехода отдельно). 13

13

В случае, когда к металлу относительно полупроводника приложено положительное напряжение, дырок у поверхности стало меньше, чем в глубине, а электронов – больше. Но пока концентрация дырок у поверхности больше, чем концентрация электронов. 13

При дальнейшем увеличении положительного напряжения больше некоторого, так называемого порогового (U_П), электронов у поверхности становится больше, чем дырок. 13

Полупроводник разделился на две области: в глубине это по-прежнему р-тип, а вблизи поверхности – n-тип (произошла инверсия типа электропроводности). 13

Вблизи поверхности появится наведённый (индуцированный) слой n-типа. Этот слой соединит две исходные области n-типа, и между стоком и истоком появится ток. Образовался канал n-типа. 13

Если приложено отрицательное по отношению к полупроводнику напряжение то оно притягивает к поверхности полупроводника дырки, а электроны отталкивает - дырок у поверхности станет ещё больше, чем было в исходном полупроводнике. 14

Принцип работы МОП транзистора с встроенным каналом: 14

Теперь у транзистора есть ток даже при нулевом напряжении на затворе, и есть возможность управлять им. 14

Таким образом, в отличие от ПТ с p-n переходами транзистор с изолированным затвором может работать с нулевым, отрицательным или положительным на­пряжением на затворе. 14

14

В рассмотренных случаях мы рассматривали структуры с р-подложкой. Можно использовать n-подложку. 14

Все рассуждения для неё будут те же, но на затвор надо подавать отрицательное напряжение, и канал будет р-типа. 14

Структура МОП транзистора имеет 4 контакта. Иногда их все используют. Однако чаще исток соединяют с подложкой, и остаётся только три контакта. 14

Статические характеристики МОП транзистора 14

На рис. 10.4 представлены стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с индуцированным n-каналом (подложка-р). 14

Рис.10.4 Стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с индуцированным n-каналом 14

Видно, что в этом случае все потенциалы положительны. 14

Стокозатворная характеристика имеет вид параболы. 14

I_C=A(U_ЗИ-U_ОТС)² при U_ЗИ <U_ОТС (10.2) 14

A – коэффициент, зависящий от конструкции и технологии изготовления транзистора, [А/В] 14

Зависимость тока стока от напряжения сток-исток представлена справа на рис.10.4. 15

15

Вопрос: почему характеристики не прямые – кажется, что только от напряжения U_ЗИ зависит проводимость канала, и, следовательно, должен соблюдаться закон Ома, т.е. ток стока должен быть пропорционален напряжению сток-исток. 15

Однако на рис.10.4 видно, что чем больше напряжение сток-исток, тем больше сопротивление канала. 15

Объясняется это тем, что в канале есть падение напряжения, а, так как в затворе нет никаких токов, то напряжение во всех точках затвора одинаковое. 15

Если исток и подложка соединены, то в канале близ истока напряжение равно 0, а вблизи стока равно U_СИ , значит разность потенциалов между затвором и подложкой будет уменьшаться от истока к стоку, канал будет иметь разную толщину и электропроводность, как показано на рис.10.5 15

Рис.10.5 Модуляция канала 15

При U_зинас происходит перекрытие канала около стока и дальнейшее увеличение напряжения на стоке не приводит к увеличению тока стока. 15

15

УГО МОП полевого транзистора с n-каналом (слева) и с р-каналом (справа). 15

Рис.10.6 УГО транзисторов с встроенным каналом 15

Это МОП транзисторы с индуцированным каналом. 15

Характеристики МОП транзистора с встроенным каналом будут выглядеть: 15

Рис.10.7 Стокозатворная и выходная характеристики полевого транзистора МДП с встроенным n-каналом 15

15

УГО: обозначаются такие транзисторы почти так же, как и транзисторы с индуцированным каналом: 16

Рис.10.8 УГО транзисторов с индуцированным каналом 16

7. Схемы включения транзистора 20

7.1 Схема с общей базой (ОБ) 20

7. 2 Схема с общим коллектором (ОК) 21

7.3. Схема с общим эмиттером ОЭ 21

8. Статические характеристики для схемы с ОЭ 23

8.1 Входная характеристика 23

8.2 Выходная характеристика 23

9. Системы малосигнальных параметров БТ 24

10. Динамические характеристики БТ 25

10.1 Выходная динамическая характеристика (для схемы ОЭ) 26

10.2 Входная динамическая характеристика 27

11 Импульсный режим работы БТ (ключевой режим) 28

11.1. Транзистор в ключевом режиме работы. 28

11.2. Запирание транзистора (режим отсечки) 28

11.4 Переходные процессы в схеме ключа 29