Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по Электронике / Лекция 03. ПТ.doc
Скачиваний:
61
Добавлен:
20.03.2016
Размер:
589.31 Кб
Скачать

Моп-транзистор с индуцированным каналом

В устройстве МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа (рис. 7) структура кристалла транзистора состоит из подложки p-типа, в которой сформированы две низкоомные области n+-типа.

На поверхности диэлектрической оксидной пленки (SiO2) расположен ЭЗ. Внешний вывод транзистора подложка (П) обычно электрически соединяется с выводом И либо внутри корпуса прибора при его изготовлении, либо при внешнем монтаже схемы электронного устройства, создаваемого с использованием данного транзистора.

В равновесном состоянии кристалла полупроводника (когда Uси = 0, Uзи = 0) вдоль поверхностей границ раздела p-области с левой и правой n+-областями возникают слои рп-переходов. При этом p-область в верхнем приповерхностном слое кристалла разделена от левой и правой n+-областей этими слоями p-n-переходов.

iC

UСИ

ЭС

UЗИ

ЭЗ

С

Диэлектрик

ЭИ

И

З

Обеднённая область

β

n+

n+

индуцированный канал n-типа

α

p

ЭП

П

Рис. 7

Если при Uзи = 0 подать напряжение Uси > 0, то на стоковый p-n-переход (находящийся между правой n+-областью и p-областью кристалла) будет подано обратное напряжение, а на истоковый p-n-переход (находящийся между левой n+-областью и p-областью кристалла) будет подано прямое напряжение. В этом режиме работы ток Ic равен обратному току стокового p-n-перехода, и его численное значение близко к нулю.

При небольших значениях напряжения Uзи > 0 в верхнем приповерхностном слое кристалла между n+-областями возникает режим обеднения свободными носителями электрического заряда. Нижняя граница этой обеднённой области и нижние границы истокового и стокового р-п-переходов (являющихся также обеднёнными свободными носителями электрического заряда областями) на рис. 7 показана штриховой линией β. Этот приповерхностный обедненный слой, так же как и р-п-переход, содержит распределённый в объёме заряд отрицательной полярности, обусловленный зарядами ионов атомов акцепторной примеси. Толщина обеднённой области стокового р-п-перехода больше толщины истокового перехода, поскольку под действием Uси > 0 на стоковом р-п-переходе создаётся напряжение обратной, а на истоковом – прямой полярности.

При увеличении напряжения UЗИ до некоторого порогового значения (UЗИп) в тонком приповерхностном слое кристалла под диэлектрической плёнкой между n+-областями возникает режим инверсии типа проводимости полупроводника, т.е. (между n+-областями кристалла индуцируется токопроводящий канал п-типа.

По мере дальнейшего увеличения напряженияUзи толщина канала практически не меняется, но происходит увеличение в нём концентрации свободных электронов за счёт экстракции всё большего их числа из глубины подложки и из n+-областей. При этом сопротивление канала уменьшается, а ток Iс увеличивается (рис. 8, a).

Уменьшение крутизны графиков семейства статических выходных ВАХ МДП-транзистора с индуцированным каналом п-типа (рис. 8, б) по мере увеличения Uси происходит вследствие уменьшения концентрации электронов на правом конце канала под действием электрического потенциала электрода ЭС. При превышении напряжения Uси некоторого значения (напряжения насыщения) в конце канала образуется обеднённая свободными носителями электрического заряда область, сопротивление которой по мере дальнейшего увеличенияUси возрастает так, что ток Iс нарастает незначительно.