Рассмотренные транзисторы называются биполярными, так как в них важную роль играют оба типа носителей: диффузия неосновных носителей заряда одного знака сопровождается компенсацией образующегося заряда основными

носителями другого знака. При этом на пути от

Физика компьютеров 2011 Л.А.

эмиттера к коллекторуЗолоторевичдиффундируемые

Полевой транзистор –

тор, в котором управление вляется электрическим перехода, создаваемым напряжением, подаваемым вывод, называемый затвором новый принцип управления

в полупроводнике позволил транзистору чутко реагировать на быстро изменяющиеся сигналы. В полевом

транзисторе в качестве управляемого потока взят поток основных носителей в базовой области. Для управления этим потоком служит электрическое поле p-n-перехода. Базовая область снабжена

двумя контактами (электродами) – истоком (И) и стоком (С), аФизикаобластикомпьютеровпротивоположного2011 Л.А. типа

Золоторевич

При подаче отрицательного напряжения на затвор (рис.а) некоторая часть n-области оказывается занятой расширившимся обедненным слоем p-n- переходов и поток электронов на пути от истока к стоку, проходя через суженную часть n-области, называемую каналом, уменьшается.

Увеличивая отрицательное напряжение на затворе, сужаем канал и таким образом можно закрыть канал, т.е. уменьшить силу тока практически до нуля. При подаче на затвор положительного напряжения полевой транзистор с каналом n-типа открывается.

Если полевой транзистор p-типа (рис.б) и на истоке положительное напряжение, а на стоке

отрицательное, то управляемым потоком является поток основныхФизиканосителейкомпьютеров– “дырок”,2011 Л.А.

Золоторевич

перемещаемых от истока к стоку под действием

Таким образом, работа полевых транзисторов основана на использовании основных носителей: только электронов или только дырок, поэтому такие транзисторы

называются униполярными.

Ток основных носителей значительно лучше реагирует на быстрые внешние сигналы, т.к. основные носители заряда распространяются в полупроводнике посредством дрейфа, который в электрическом поле канала является

относительно быстрым.

Полевые Физикатранзисторыкомпьютеров имеют2011 Л.А. также

Золоторевич

Область полупроводника, заключенная между истоком и стоком, называется каналом. Над

каналом располагается металлический электрод (вывод), называемый Затвором,

который покрывает всю область, занимаемую каналом, но отделен нее тонким слоем диэлектрика.

отсутствии напряжения на Затворе наличии отрицательного на Истоке положительного напряжения на транзистор закрыт, т.к. на пути от

Истока к Стоку оказываются два перехода n-p и p-n.

При этом p-n-переход обладает очень высоким сопротивлением из-за положительного напряжения на стоке. Приложив к Затвору положительное напряжение по отношению к заземленной подложке, электрическое поле проникает через диэлектрик в приповерхностный слой

полупроводника и изменяет его проводимость, т.е.

Физика компьютеров 2011 Л.А.

положительные зарядыЗолоторевичзатвора оттягивают электроны из

всей области подложки в область канала, уменьшая таким

Обычно для напряжения затвора ет некоторое пороговое значение, ром происходит резкое уменьшение

тивления канала. Если напряжение

затворе меньше порогового

транзистор закрыт.

При напряжении затвора, превышающем пороговое значение, транзистор открыт. Рассматриваемый транзистор (рис.а)

называется нормально закрытым n-канальным при нулевом напряжении

на затворе.

Существуют и p-канальные нормально закрытые МОП- транзисторы, у которых ток в канале поддерживается за счет дырочной проводимости и все напряжения имеют противоположную полярность по отношению к n-канальным МОП-транзисторам.

Работают нормально закрытые p-канальные МОП-

транзисторы так же, как и n-канальные МОП-транзисторы.

Физика компьютеров 2011 Л.А.

При обозначении нормально закрытых МОП-транзисторов

Золоторевич

линия, соединяющая сток и исток, прерывается в двух местах

В этом случае нормально открытые МОП- транзисторы можно закрыть, если приложить отрицательное напряжение к затвору n- канального МОП-транзистора (рис.a) и положительное напряжение к затвору p- канального МОП-транзистора.

При обозначении нормально открытых МОП- транзисторов линия, соединяющая сток и исток,

сплошная. Физика компьютеров 2011 Л.А.

В МОП-транзисторе подложкаЗолоторевиччасто

Скорость переключения (быстродействие) схем

на полевых МОП-транзисторах в основном определяется емкостью между затвором и другими электродами, определяемой их взаимным расположением.

В общем случае схемы на полевых МОП-транзисторах работают медленнее, чем схемы на биполярных транзисторах и диодах, т.к. в схемах, как правило, один МОП-транзистор управляется другим МОП-транзистором и время заряда емкости управляемого транзистора через сопротивление управляющего является большим.

КМОП – это сокращение от слов комплементарный (взаимодополняю-щий), металл, окисел, полупроводник, отражающих тот факт, что в одной и той же схеме присутствуют как n-канальные, так и p-канальные МОП- транзисторы, т.е. КМОП-транзисторы – это структуры, состоящие из последовательно соединенных n-канальных и p-канальных нормально закрытых МОП-транзисторов.

КМОП – элементФизика(вентиль)компьютеровсостоит2011 Лтаким.А. образом из

последовательно соединенныхЗолоторевич n-МОП и p-МОП-