2. Статические характеристики мдп-транзисторов

Стоковые (выходные) характеристики I_c = f(U_си) полевого транзистора со встроенным каналом n-типа показаны на рис. 5.4, б).

При U_зи = 0 через прибор протекает ток, определяемый исходной проводимостью канала. В случае приложения к затвору напряжения U_зи  0 поле затвора оказывает отталкивающее действие на электроны-носители заряда в канале, что приводит к уменьшению их концентрации в канале и проводимости канала. Вследствие этого стоковые характеристики при U_зи  0 располагаются ниже кривой, соответствующей U_зи = 0.

При подаче на затвор напряжения U_зи  0 поле затвора притягивает электроны в канал из полупроводниковой пластины (подложки) р- типа. Концентрация носителей заряда в канале увеличивается, проводимость канала возрастает, ток стока I_c увеличивается. Стоковые характеристики при U_зи  0 располагаются выше исходной кривой при U_зи = 0.

Стоко-затворная характеристика транзистора со встроенным каналом n-типа I_c = f(U_зи) приведена на рис. 5.4, в).

Стоковые (выходные) характеристики I_c = f(U_си) и стоко-затворная характеристика I_c = f(U_зи) полевого транзистора с индуцированным каналом n-типа приведены на рис. 5.5, б), в) соответственно.

Отличие стоковых характеристик заключается в том, что управление током транзистора осуществляется напряжением одной полярности, совпадающей с полярностью напряжения U_си. Ток I_c = 0 при U_си = 0, в то время как в транзисторе со встроенным каналом для этого необходимо изменить полярность напряжения на затворе относительно истока.

3. Основные параметры мдп-транзисторов

Параметры МДП-транзисторов аналогичны параметрам полевых транзисторов с р-n переходом, однако их входное сопротивление имеет более высокие показатели – оно составляет r_вх = 10¹² … 10¹⁴ Ом.

4. Область применения

Полевые транзисторы применяются в усилительных каскадах с большим входным сопротивлением, ключевых и логических устройствах, при изготовлении интегральных схем и др.

Полевые транзисторы практически вытеснили биполярные в ряде применений. Самое широкое распространение они получили в интегральных схемах в качестве ключей (электронных переключателей).

Преимущества полевых транзисторов:

• благодаря очень высокому входному сопротивлению, полевые транзисторы расходуют крайне мало энергии, так как практически отсутствует потребление входного тока;

• усиление по току у полевых транзисторов намного выше, чем у биполярных;

• высокая помехоустойчивость и надежность работы, поскольку из-за отсутствия тока затвора, управляющая цепь со стороны затвора изолирована от выходной цепи со стороны стока и истока;

• высокая скорость перехода между открытым и закрытым состояниями, что позволяет им работать на более высоких частотах, чем биполярные транзисторы.

Недостатки полевых транзисторов:

• структура полевых транзисторов начинает разрушаться при меньшей температуре (150 С), чем структура биполярных транзисторов (200 С);

• мощные МДП-транзисторы подвержены выходу из строя из-за резких скачков напряжения U_си;

• важнейшим недостатком полевых транзисторов является их чувствительность к статическому электричеству из-за чрезвычайно тонкого изоляционного слоя диэлектрика между затвором и каналом – даже невысокого напряжения бывает достаточно, чтоб его разрушить. Одним из методов защиты является закорачивание истока с подложкой и их заземление, также в некоторых моделях используют специально встроенный диод между стоком и истоком. При работе с полевыми транзисторами желательно использовать заземленные антистатические браслеты.