транзистора определяется сопротивления*

/обратном направлении. Входное cohootubZ 0 егленны* ов с p-n-нереходом довольно вел^о^чтпТ П°ЛеВых транзис'!

биполярных транзисторов. М е ж л! ЫГ0ДН0 чает их 0т

Сш я Сзс связаны главным обРа3*м с lilPr ° Д Н ы е е м к о с т и

ходов (см. рис. 1.34), примы- 0М с наличием в приборе p-n-nele

каюшях соответственно к исто-

ку и. стоку. J -

Полевые транзисторы с п.

я-лереходом выпускаются на

до 50 В. Приведем типичные значения параметров этих тоан

зисторов:

(У3и0 = 0,8- 10 В,

-0£

ФСК

Рис. 1.38. Схема замещения полевого транзистора с p-n-переходом в области высоких (а) и низких (б) частот

, = 0,02-г- 0,5 МОм, 5 = 0,3 1 7 мА/В, гвх = ЮЧ- 109Ом, Ст = Сси = б- 20 пФ,Сзс = - 2-f- 8 пФ.

Влияние температуры на характеристики и

параметры рассматриваемого класса транзисторов обусловливается температурными зависимостями контактной разности потенциалов фо и подвижности носителей заряда (электронов или дырок).

Величина ср0 фактически является одной из составляющих напряжения обратносмещенных р-ге-переходов. Изменение ср0 в зависимости от температуры приводит к изменению напряжения на переходах и их ширины, а следовательно, к изменению сечения токопро-водящего канала и его проводимости. С ростом температуры контактная разность потенциалов ср0 уменьшается (см. § 1.2), что сказывается на увеличении сечения канала и повышении его проводимости. Вследствие уменьшения подвижности носителей заряда (см. § 1.1) проводимость канала уменьшается с повышением температуры.

Влияние температуры на характеристики и параметры полевого транзистора оказывается достаточно сложным и по-разному проявляется в конкретных типах приборов этого класса. Температурные зависимости характеристик и параметров транзисторов приводятся в справочниках.

Схема замещения полевого транзистора с р-ге-переходом показана на рис. 1.38, а. Она характеризует работу транзистора на участке выходных характеристик для переменных составляющих тока и апряжения. При ее построении были использованы следующие соображения. Ток прибора на участке определяется напряжением затворе (входе) и крутизной, в связи с чем в выходную цепь схемы в мещения введен источник тока SuBx. Параллельно источнику тока на тЮчено сопротивление rt, учитывающее влияние напряжения стока тро °К пРиб°Ра- Величины С3и, Сзс, Сси отражают влияние межэлек-длднь'х емкостей на работу транзистора в области высоких частот. Ппи асти низких частот схема замещения полевого транзистора ринимает вид, показанный на рис. 1.38,6.

МДП-транзисторы

В отличие от полевых транзисторов с р-я-переходом, в коте! затвор имеет непосредственный электрический контакт с близлежа областью токопроводящего канала, в МДП-т ранзисто затвор изолирован от указанной области слоем диэлектрика. По причине МДП-транзисторы относят к классу полеЕых транзистс] с изолированным затвором.

МДП-транзисторы (структура металл - диэлектрик - полуШ водник) выполняют из кремния. В качестве диэлектрика использ!

m ж m ж ж m

Рис. 1.39. Условные обозначения МДП-транзисторов со встроенным! каналом -типа (а), р-тнпа (б) н выводом от подложки (в); с инду-j цированным каналом -типа (г), р-типа (д) и выводом от подложки (е)\

окисел кремния Si02. Отсюда другое название этих транзисторов МОП -транзисторы (структура металл - окисел - полу! водник). Наличие диэлектрика обеспечивает высокое входное col тивление рассматриваемых транзисторов (1012-1014 Ом).

Принцип действия МДП-транзисторов основан на эффекте из! нения проводимости приповерхностного слоя полупроводника границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрически поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопрс дящим каналом этих транзисторов. МДП-транзисторы выполн двух типов - со встроенным и с индуцированным каналом.

МДП-транзисторы представляют собой в общем случае четы{ электродный прибор. Четвертым электродом (подложкой), выгг няющим вспомогательную функцию, является вывод от подло исходной полупроводниковой пластины. МДП-транзисторы мо: быть с каналом я- или р-типа. Условные обозначения МДП-тран торов показаны на рис. 1.39, а-е.

Рассмотрим особенности МДП-транзисторов со встроенным налом. Конструкция такого транзистора с каналом я-типа показ; на рис. 1.40, а. В исходной пластине кремния р-типа с помощью д* фузионной технологии созданы области истока, стока и канала я-ти Слой окисла Si02 выполняет функции защиты поверхнос1 близлежащей к истоку и стоку, а также изоляции затвора от кана Вывод подложки (если он имеется) иногда присоединяют к исто*

Стоковые (выходные) характеристики п левого транзистора со встроенным канале л- т и п а для случая соединения подложки с истоком показаны рис. 1.40, б. По виду эти характеристики близки к характеристик; полевого транзистора с р-я-переходом. Рассмотрим характеристи! при UЗа = 0, что соответствует соединению затвора с истоком. Вне!

напряжение приложено к участку исток - сток положительным ееюсом к стоку. Поскольку 03и = 0, через прибор протекает ток, °ЛРдеЛяемый исходной проводимостью канала. На начальном уча-ПР о-а, когда падение напряжения в канале мало, зависимость СЦи ) близка к линейной. По мере приближения к точке б падение пояжения в канале приводит ко все более существенному влиянию

1е,мА 2,5

0+С

SiO,

Канал п-типа Р

10 15

20UC.,B

Рис. 1.40. Конструкция МДП-транзистора со встроенным каналом n-типа (а); семейство его стоковых характеристик (б); стоко-затворная характеристика (в)

его сужения (пунктир на рис. 1.40, а) на проводимость канала, что уменьшает крутизну нарастания тока на участке а-б. После точки б токопроводящий канал сужается до минимума, что вызывает ограничение нарастания тока и появление на характеристике пологого участка .

Покажем влияние напряжения затвор - исток на ход стоковых характеристик.

В случае приложения к затвору напряжения {U3i!<C 0) поле затвора оказывает отталкивающее действие на электроны - носители заряда в канале, что приводит к уменьшению их концентрации в канале и проводимости канала. Вследствие этого стоковые характеристики при Um<c 0 располагаются ниже кривой, соответствующей зи = 0. Режим работы транзистора (£/зи< 0), при котором происходит уменьшение концентрации заряда в канале, называют режимом обеднения.

При подаче на затвор напряжения U3a> 0 поле затвора притягивает электроны в канал из р-слоя полупроводниковой пластины, концентрация носителей заряда в канале увеличивается, что соответствует режиму обогащения канала носителями. Про-Димость канала возрастает, ток /с увеличивается. Стоковые характеристики при с/зи> 0 располагаются выше исходной кривой (11зш =

вви?ЛЯ тРанзистоРа имеется предел повышения напряжения Uc3 затв н??тУпления пробоя прилежащего к стоку участка сток - °Р- На стоковых характеристиках пробою соответствует дости-