Главная
Физика приборов
Униполярные (полевые) транзисторы
Физика приборов
Униполярные (полевые) транзисторы
Униполярные (полевые) транзисторы
После патента Лиллиенфельта от 1928 г. было изобретено множество униполярных (полевых) транзисторных структур, в том числе текнетрон (название которого происходит от инициалов изобретателя и представляемой им фирмы) и распространенный в настоящее время МОП-транзистор .
Несмотря на различие в технологических методах изготовления, работа всех униполярных полевых транзисторов основана на изменении эффективной толщины проводящего канала вследствие изменения толщины пространственного заряда р-п перехода или его эквивалента.
Структура униполярного транзистора, характерная для всего данного класса приборов, показана на рис. 3. Электронный ток протекает от истока к стоку по каналу и-типа, ограниченному двумя /-областями. Оба перехода работают при - обратном смещении, и в области пространственного заряда, проникающей в /г-канал, почти нет свободных носителей, как уже отмечалось ранее. Эффективной шириной канала, а следовательно, и сопротивлением между истоком и стоком можно управлять, меняя напряжение на затворе. Поэтому структура полностью аналогична структуре лампового триода. В частности, в отличие от обычного транзистора входное сопротивление (сопротивление затвора) очень велико, по крайней мере на средних частотах. Дополнительным преимуществом, отсутствующим у ламповых триодов является то, что в полевом триоде можно управлять током, протекающим в любом направлении, так как сток и исток взаимозаменяемы. Отметим, что в переносе тока участвуют носители только одной полярности (в нашем примере электроны). Отсюда название — униполярный.
МОП-структура существенно отличается от структуры прибора, показанного на рис. 3. В частности, затвором является не р-п переход, а металлическая пленка, напыленная на оксидный слой, покрывающий поверхность кристалла кремния. Канал образуется путем инверсии типа проводимости вблизи поверхности кристалла, а величина проводимости канала меняется главным образом за счет зарядов, наведенных на «пластинах» конденсатора, образованного оксидной пленкой. Несмотря на эти особенности, принцип действия МОП-триода такой же, как у полевого транзистора с р-п переходом.
Несмотря на различие в технологических методах изготовления, работа всех униполярных полевых транзисторов основана на изменении эффективной толщины проводящего канала вследствие изменения толщины пространственного заряда р-п перехода или его эквивалента.
Структура униполярного транзистора, характерная для всего данного класса приборов, показана на рис. 3. Электронный ток протекает от истока к стоку по каналу и-типа, ограниченному двумя /-областями. Оба перехода работают при - обратном смещении, и в области пространственного заряда, проникающей в /г-канал, почти нет свободных носителей, как уже отмечалось ранее. Эффективной шириной канала, а следовательно, и сопротивлением между истоком и стоком можно управлять, меняя напряжение на затворе. Поэтому структура полностью аналогична структуре лампового триода. В частности, в отличие от обычного транзистора входное сопротивление (сопротивление затвора) очень велико, по крайней мере на средних частотах. Дополнительным преимуществом, отсутствующим у ламповых триодов является то, что в полевом триоде можно управлять током, протекающим в любом направлении, так как сток и исток взаимозаменяемы. Отметим, что в переносе тока участвуют носители только одной полярности (в нашем примере электроны). Отсюда название — униполярный.
МОП-структура существенно отличается от структуры прибора, показанного на рис. 3. В частности, затвором является не р-п переход, а металлическая пленка, напыленная на оксидный слой, покрывающий поверхность кристалла кремния. Канал образуется путем инверсии типа проводимости вблизи поверхности кристалла, а величина проводимости канала меняется главным образом за счет зарядов, наведенных на «пластинах» конденсатора, образованного оксидной пленкой. Несмотря на эти особенности, принцип действия МОП-триода такой же, как у полевого транзистора с р-п переходом.