Глава 6. Полупроводниковые приборы

вблизи точки б будет толще обедненного слоя вблизи точки а. При

увеличении напряжения на стоке проводящий канал у стока почти пе-

рекрывается обедненным слоем и при дальнейшем увеличении на-

пряжения сопротивление канала возрастает примерно пропорцио-

нально напряжению на стоке. В результате при увеличении

напряжения на стоке ток стока остается практически неизменным

(рис. 3).

Из анализа выходных характеристик полевого транзистора следу-

ет, что в рабочей области, соответствующей области насыщения, по-

левой транзистор близок по свойствам к управляемому источнику то-

ка. Поэтому линейная эквивалентная схема полевого транзистора с и-

каналом (рис. 4) в качестве основного элемента содержит зависимый

источник тока. Ток источника на эквивалентной схеме управляется

входным напряжением: /с = S U3m где S — крутизна, равная, как пра-

вило, 2 ... 20 мА/В, Um — управляющее напряжение между затвором

и истоком.

Отличительная особенность полевого транзистора — очень боль-

шое входное сопротивление, зависящее, в основном, от сопротивле-

ния гж, которое равно сотням килоом или единицам мегаом.

Сопротивление гси равно десяткам или сотням килоом. Сопротив-

ление гт учитывает потери энергии на нагрев транзистора и подчер-

кивает неидеальность транзистора как источника тока.

В области высоких частот необходимо учитывать емкости полево-

го транзистора. Они указаны на схеме пунктирными линиями. Их ве-

личина равна единицам или десяткам пикофарад для маломощных по-

левых транзисторов.

При расчетах на ЭВМ, в программах машинного моделирования в

эквивалентную схему вводятся нелинейные элементы, учитывающие

6.3. Полевые транзисторы

зависимость параметров полевого транзистора от приложенных на-

пряжений и протекающих токов.

Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-

транзисторы) изготавливаются с каналами р- и и-типов. Структура по-

левого МДП-транзистора с л-каналом показана на рис. 5. Металличе-

ский затвор надежно изолирован от канала диэлектриком (Д), в каче-

стве которого часто используются окислы кремния (в этом случае

получим МОП-транзистор). Из полупроводника и-типа изготовлены

области стока и истока. От основного полупроводника р-типа изго-

тавливается дополнительный вывод, называемый выводом подложки

(п).

Рис. 5

Пусть напряжение питания £

си > 0. При нулевом напряжении на за-

творе ток между истоком и стоком практически равен нулю, так как

один из имеющихся р-и-переходов будет закрыт (на рис. 5 закрытр-п-

переход между стоком и подложкой).

При подаче на затвор небольшого положительного напряжения изи

из глубины р-полупроводника к затвору начинают дрейфовать неос-

новные носители — электроны. В приповерхностном слое под затво-

ром в результате рекомбинации подошедших электронов и дырок

вначале возникает обедненный основными носителями слой —

режим обеднения. Затем при увеличении напряжения на затворе под

затвором образуется слой с инверсией проводимости: вместо дыроч-

ной возникает электронная проводимость, и появляется резким обо-

гащения канала носителями зарядов — электронами. Электроны в ин-

версный слой поступают также из и-областей стока и истока, где их

очень много. Возникающий приповерхностный и-слой хорошо про-