ШПОРЫ_1 / 33. МДП - транзисторы

§35 МДП - транзисторы.

Униполярные транзисторы со структурой металл - диэлектрик - полупроводник  в настоящее время являются лучшими активными элементами для БИС . Они содержат четыре электрода : сток , исток , затвор и подложку . Сток и исток формируются в виде сильно легированных областей полупроводника в подложке с противоположным типом проводимости . Канал между областями стока и истока может быть встроенным (т.е. создаваться при изготовлении ) или индуцированным , наводящимся под влиянием напряжения затвора .

Структура МДП - транзистора со встроенным каналом n - типа приведён на рис. 35.1.а , а его условное обозначение на рис.35.1.б (для p - типа рис.35.1.в   

                                                 и          з           с 

                                                                           

                                                             а)           

При включении между областями стока и истока МДП - транзистора со встроенным каналом n - типа напряжения Ес ток в этой цепи Iс будет протекать даже при нулевом напряжении Uзи=0 , что видно из его стоко-затворной и стоковой характеристики

Рисунок 35.2

Этот ток называется начальным током сока Iснач .

При подаче на затвор положительного напряжения относительно стока и подложки (подложка обычно соединяется с истоком ) под действием возникшего электрического поля канал обогащается поступившими в него из подложки электронами , что приводит к увеличению электропроводности канала и тока Iс . Если на затвор подать отрицательное напряжение , то произойдёт обеднение канала электронами в следствии их ухода в подложку . При этом электропроводность канала и ток уменьшаются . Напряжение на затворе  ,  при котором ток стока уменьшается до нуля называется напряжением отсечки Uзи отс   .

Структура МДП - транзистора с индуцированным каналом отличается от приведённой тем , что при Uзи=0 сток и исток оказываются разделёнными друг от друга областью подложки тип электропроводности которой противоположен типу электропроводности областей стока и истока .

Условное обозначение и характеристики МДП - транзистора с индуцированным каналом n- типа на рис. 35.2.

Рисунок 35.3

Напряжение на затворе , при котором начинает появляться ток стока называется пороговым (Uзи пор) . У МДП - транзисторов с каналом n -типа Uзи пор   не превышает 1В , а у МДП - транзисторов с каналом  p - типа оно значительно больше .

Элементы на униполярных транзисторах подразделяются на потенциальные (статические) , квазистатические и динамические . По способу представления сигналов и особенностям функционирования потенциальные элементы на униполярных транзисторах подобны потенциальным элементам на биполярных транзисторах .

Работа элементов динамического типа основана на возможности представления информации  в виде заряда на ёмкости . Из-за наличия токов утечек эти заряды изменяются во времени и требуется их периодическое восстановление .

Квазистатические элементы сочетают в себе отдельные признаки как потенциальных , так и динамических элементов .

Преимущество схем на  униполярных транзисторах обусловлено их лучшей технологичностью (площадь МДП  на кристалле в несколько раз меньше биполярного) и малой потребляемой мощностью .