2.1. Транзистор со встроенным каналом.
Основой такого транзистора является кристалл кремния p- или n-типа проводимости. Для транзистора с n-типом проводимости:
U
зи
= 0; Ic1;
Uзи > 0; Ic2 > Ic1;
Uзи < 0; Ic3 < Ic1;
Uзи << 0; Ic4 = 0.
Принцип действия: Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекать основные носители зарядов, т. е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положительного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться в канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.
При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить в
подложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточно
больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и
ток стока станет равным нулю.
Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения зарядов.
2 .2. Транзисторы с индуцированным каналом.
Uз = 0; Ic1 = 0;
Uз < 0; Ic2 = 0;
Uз > 0; Ic3 > 0.
При напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будет равен нулю. При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить вглубь подложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т. е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости. Образу-ется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.
Вывод: МОП – транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения.
МОП – транзисторы обладают бόльшим входным сопротивлением, чем транзисторы с управ-
ляемым переходом. Rвх = (10^13 ÷ 10^15) Ом.
Достоинства полевого транзистора по сравнению с биполярным транзистором. Недостатки. Достоинства полевого транзистора с p-n переходом. Недостатки.
Сравнение ПТ и БПТ:
Достоинства ПТ:
1. высокое и очень высокое R входное, обусловленное токами утечки р-п перехода запертого или подзатворного диэлектрика
2. отрицательный температурный коэффициент тока стока, что позволяет не применять дополнительных мер для температурной стабилизации в усилительных каскадах в режиме АВ;
3. отсутствие вторичного пробоя высоковольтных МОП ПТ;
4. область безопасной работы ограничена максимальной рассеиваемой мощностью, максимальным током стока.
5. линейность сопротивления канала, что позволяет создание на их основе переключателей и регуляторов 2-х полярных сигналов, а также УНЧ (усилит. низких частот) очень высокого качества.
Возможность получения очень низких значений сопротивления канала до 3 мОм для низковольтных резисторов
Недостаток ПТ:
- худшие усилительные свойства по сравнению с БПТ.
- необходимость обеспечения безопасных режимов хранения и эксплуатации МДП (металл - диэлектрик - полупроводник) транзисторов в связи с их большой склонностью к повреждениям статическим электричеством
ПТ с управляющим р-n переходом содержит три п/п области одного и того же типа проводимости, называемые истоком - каналом - стоком.
Достоинство ПТ с р-п переходом
Лучшие усилительные и шумовые характеристики, не боятся статического электричества
Недостаток ПТ с р-п переходом
Более низкое входное сопротивление