ї управляється зовнішнім напругою на керуючому pn переході і по якій проходить керований струм основних носіїв, називають каналом. Електрод, з якого в канал входять основні носії заряду, називають витоком. Електрод, через який з каналу йдуть основні носії заряду, називають стоком. Електрод, службовець для регулювання поперечного перетину каналу, називають затвором.
Електропровідність каналу може бути як n-, так і p-типу. Тому по електропровідності каналу розрізняють польові транзистори з n-каналом і р-каналом. Всі полярності напруг зміщення, що подаються на електроди транзисторів з n-і з p-каналом, протилежні.
Управління струмом стоку, то є струмом від зовнішнього щодо потужного джерела живлення в ланцюзі навантаження, відбувається при зміні зворотної напруги на pn переході затвора (або на двох pn переходах одночасно). У зв'язку з дещицею зворотних струмів потужність, необхідна для керування струмом стоку і споживана від джерела сигналу в ланцюзі затвора, виявляється мізерно малою. Тому польовий транзистор може забезпечити посилення електромагнітних коливанні як по потужності, так і по струму і напрузі.
Таким чином, польовий транзистор за принципом дії аналогічний вакуумному тріода. Істок у польовому транзисторі подібний катода вакуумного тріода, затвор - сітці, сток - анода. Але при цьому польовий транзистор істотно відрізняється від вакуумного тріода. По-перше, для роботи польового транзистора не потрібно підігріву катода. По-друге, будь-яку з функцій витоку і стоку може виконувати кожен з цих електродів. По-третє, польові транзистори можуть бути зроблені як з n-каналом, так і з p-каналом, що дозволяє вдало поєднувати ці два типи польових транзисторів в схемах.
Від біполярного транзистора польовий транзистор відрізняється, по-перше, принципом дії: у біполярному транзисторі управління вихідним сигналом проводиться вхідним струмом, а в польовому транзисторі - вхідною напругою або електричним полем. По-друге, польові транзистори мають значно більші вхідні опори, що пов'язано із зворотним зміщенням pn-переходу затвора в розглянутому типі польових транзисторів. По-третє, польові транзистори можуть мати низьким рівнем шуму (особливо на низьких частотах), так як у польових транзисторах НЕ використовується явище інжекції неосновних носіїв заряду і канал польового транзистора може бути відділений від поверхні напівпровідникового кристала. Процеси рекомбінації носіїв у pn переході і в базі біполярного транзистора, а також генераційно-рекомбінаційні процеси на поверхні кристала напівпровідника супроводжуються виникненням низькочастотних шумів.
Транзистори з ізольованим затвором
(МДП-транзистори)
Польовий транзистор з ізольованим затвором - це польовий транзистор, затвор якого відокремлений в електричному відношенні від каналу шаром діелектрика.
На рис. 8.4.5 показанно пристрій польового транзистора з ізольований-ним затвором. У кристалі полупрово-дник з відносно високим питомим опором, який називають підкладкою, створено дві сильнолегованого області з про-тівоположность щодо підло-жки типом провідності. На ці області нанесені металеві електроди - витік і стік. Відстань між сильнолегованого облас-тями витоку і стоку може бути менше мікрона. Поверхня кристала напівпровідника між витоком і стоком покрита тонким шаром (близько 0,1 мкм) діелектрика. p> Так як вихідним напівпровідником для польових транзисторів зазвичай є кремній, то в якості діелектрика використовується шар двоокису кремнію SiO 2 , вирощений на поверхні кристала кремнію шляхом високотемпературного окислення. На шар діелектрика завдано металевий електрод - затвор. Виходить структура, складається з металу, діелектрика і напівпровідника. Тому польові транзистори з ізольованим затвором часто називають МДП-транзисторами.
Вхідний опір МДП-транзисторів може досягати 10 10 ... 10 14 Ом (у польових транзисторів з керуючим pn-переходом 10 7 ... 10 9 ), що є перевагою при побудові високоточних пристроїв.
Існують дві різновиди МДП-транзисторів: з індукованим каналом і з вбудованим каналом.
У МДП-транзисторах з індукованим каналом (ріс.8.4.5, а) проводить канал між сильнолегованого областями витоку і стоку відсутній і, отже, помітний струм стоку з'являється тільки при певній полярності і при певному значенні напруги на затворі щодо витоку, яке називають пороговою напругою (U ЗІпор ).
У МДП-транзисторах зі вбудованим каналом (ріс.8.4.5, б) у поверхні напівпровідника під затвором при нульовій напрузі на затворі щодо витоку існує інверсний шар - канал, який з'єднує витік зі стоком.
Зображені на рис. 8.4.5 структури польових транзисторів з ізольованим затвором мають підкладку з електропровідністю n-типу. Тому сильнолегованого області під витоком і стоком, а також індукований і вбудований канал мають електропровідність p-типу. Якщо ж аналогічн...
