17. Мдп транзисторы с индуцированным и встроенным каналом.

Устройство МДП-транзистора с индуцированным каналом поясняет рис.а.

Состоит из :1) металл – Затвор(Через него мы включаем и выключаем транзистор) 2) диэлектрик (Отделяет затвор от полупроводника, чтобы ток через него не протекал) 3) полупроводник -Подложка: Обычно кремний p-типа.

Встроены две сильно легированные области n⁺-типа: Исток - Отсюда начинают движение электроны, Сток - Сюда электроны приходят.

Транзистор ВКЛЮЧЕН (Uзи > Uпорог)

• Мы подаём на затвор положительное напряжение, превышающее пороговое (Uпорог).

• Положительный заряд на затворе отталкивает дырки и притягивает электроны в подзатворную область

• У поверхности образуется тонкий проводящий слой — инверсный канал n-типа, который электрически соединяет исток и сток.

• Теперь, если приложить напряжение между стоком и истоком (Uси), через этот канал потечёт ток — ток стока (Iс).

Особенности: 1)канал не существует изначально. Он индуцируется (создаётся, наводится) только при подаче управляющего напряжения на затвор. Без напряжения канала нет. 2) Затвором мы управляем током.Чем больше напряжение на затворе (Uзи), тем плотнее и шире становится канал, тем больше ток стока (Iс).

18. Статические характеристики мдп транзисторов. Параметры мдп-транзисторов: пороговое напряжение, удельная крутизна, паразитные ёмкости:

Транзистор всегда включается как четырёхполюсник, имеющий вход и

выход.

Входная характеристика

Т.к. она связывает ток стока и напряжение на затворе, её называют также стоко-затворной характеристикой. Штриховой линией изображена также стоко-затворная характеристика МДП-транзистора с индуцированным каналом р-типа. В таком транзисторе пороговое напряжение отрицательное, канал существует при отрицательных Uзи.

До порогового напряжения ток идет горизонтально, а уже после него ток стока растет экспоненциально, причем напряжение на стоке константа.

Выходная характеристика

Они отражают зависимость выходного тока стока Iс от выходного напряжения на стоке Uси. Выходные характеристики обычно изображаются в виде семейства характеристик. Каждая из характеристик семейства соответствует некоторому неизменному Uзи.

Выходные характеристики МДП-транзисторов имеют два характерных

участка.

1)Первый участок соответствует малым значениям Uси. В этой области канал по всей своей длине одинаков, его сопротивление Rк = const. Эта зависимость подчиняется закону Ома, поэтому омический участок. Он представляет собой отрезок прямой из начала координат.

С дальнейшим увеличением Uси форма канала начинает изменяться. С ростом Uси поле затвора ослабевает. Канал вблизи стока становится тоньше, Rк

увеличивается.

2)Участок насыщения. Ток стока не уменьшается, так как одновременно растет напряжение между стоком и истоком. При дальнейшем повышении Uси произойдет пробой p-n- прехода сток-подложка.

Основные параметры

1) пороговое напряжение U0.

От него зависит напряжение, мощность, размеры МДП-транзисторов.

Пороговое напряжение определяется свойствами материалов МДП-

структуры и её главным размером – толщиной диэлектрического слоя d:

2) удельная крутизна B, определяющая степень влияния напряжения затвора на состояние канала и ток МДП–транзистора. Чем больше B, тем при меньшем изменении UЗ управляется транзистор.

W- ширина канала

L- длина канала

d- толщина диэлектрического слоя

εдε0 - проницаемость диэлектрика

3) барьерная ёмкость затвор-канал Cзк:

Cзк= ε0εдS/d = ε0εдWL/d,

где S – площадь затвора, W и L – ширина и длина затвора.

От Cзк зависит время отпирания и запирания транзистора, т.е. его импульсные и частотные свойства.