Полевые транзисторы с изолированным затвором

полевые транзисторы с индуцированным каналом

Рис. 5.3. Устройство и условные обозначения МОП–транзисторов с индуцированным каналом.

На рис. 5.3 показано устройство полевого транзистора с изолированным затвором, называемого МДП–транзистором. Это название обусловлено конструкцией: затвор выполнен из металла (М) и отделен тонким слоем диэлектрика (Д) от полупроводника (П), из которого сделан транзистор. Если транзистор изготовлен из кремния, то в качестве диэлектрика используется тонкая пленка оксида кремния. В этом случае на­звание изменяется на МОП–транзистор (металл–оксид–полупроводник).

Показанный на рис. 5.3 слева транзистор изготовлен на основе пластинки (подложки, или основания) из кремния с р –проводимостью. На поверхности пластинки диффузионным способом получены две области с п –проводимостью (исток и сток), разделенные областью п –канала, имеющей преобладающую р –проводимость. Вследствие этого при подаче на транзистор напряжения ток между истоком и стоком протекать не будет, ибо переходы сток–основание и исток–основание образуют два встречно включенных р–п– перехода, один из которых будет закрыт при любой полярности приложенного напряжения.

Однако, если на поверхностный слой р –полупроводника подействовать достаточно сильным электрическим полем, приложив между затвором и основанием напряжение положительной полярности, то между истоком и стоком начнет протекать ток. Это объясняется тем, что из приповерхностного слоя полупроводника, расположенного под затвором, электрическим полем будут оттесняться дырки и собираться электроны, образуя канал (с п –проводимостью, показанный на рис. 5.3 пунктирной линией), вследствие чего р–п– переходы исток–канал и канал–исток перестанут существовать. Проводимость п– канала будет тем больше, чем больше напряжение, приложенное между затвором и основанием.

Транзистор рассмотренной конструкции называется МДП–транзистором с индуцированным каналом.

Основание обычно соединяется с истоком, но иногда напряжение на него подается отдельно, и тогда основание играет роль дополнительного затвора.

Если основание выполнено из п –кремния, исток и сток образованы сильно легированными областями с р– проводимостями, а в качестве изолятора используется оксид кремния, то получается МОП–транзистор с индуцированным р–каналом (с проводимостью р) (рис. 5.3 справа).

полевые транзисторы со встроенным каналом

МОП–транзисторы могут быть выполнены со встроенным каналом. Например, на рис. 5.4 слева приведена схема устройства такого транзистора с п –каналом. Основание выполнено из р –кремния, а исток и сток имеют п –проводимость и получены диффузионным способом. Исток и сток соединены сравнительно тонким каналом с незначительной р– проводимостью.

Рис. 5.4. Устройство и условные обозначения МОП–транзисторов со встроенным каналом.

Если основание сделано из п –кремния, а исток и сток – из р –кремния, то транзистор имеет встроенный р–канал (рис. 5.4 справа).

Работу п –канального МОП–транзистора можно пояснить так. Если на затвор подано отрицательное (относительно основания) напряжение, то электроны проводимости вытесняются из п –канала в основание, и проводимость канала уменьшается, вплоть до полного обеднения и запирания канала.

При подаче на затвор положительного напряжения п –канал обогащается электронами, и проводимость его увеличивается (рис.5.6).