Мноп-транзистор

Особое место среди МДП-транзисторов занимает так называемый МНОП-транзистор, у которого диэлектрик имеет структуру «сэндвича», состоящего из слоев нит­рида и окисла кремния (рисунок 4.16б). Слой окисла получается путем термического окисления и имеет толщину 2-5 нм, а слой нитрида - путем реактивного напыления и имеет толщину 0,05-0,1 мкм, достаточную для того, чтобы пробивное напряжение превышало 50-70 В.

Главная особенность МНОП-транзистора состоит в том, что его пороговое напряжение можно менять, подавая на затвор короткие импульсы (100 мкс) напряжения разной полярности, с большой амплитудой (30-50 В). Так, при подаче импульса - 30 В устанав­ливается пороговое напряжение U_ЗИО=4В (рисунок 4.16в). Это значение сохраняется при дальнейшем использовании транзистора в режиме малых сигналов (U_ЗИ £ 10 В); в таком режиме МНОП-транзистор ведет себя как обычный МДП-транзистор с индуциро­ванным p-каналом. Если теперь подать импульс +30 В, то порого­вое напряжение сделается равным U_ЗИ0= 20 В и, следовательно, сигналы U_ЗИ=10В не смогут вывести транзистор из запертого состояния. Как видим, благодаря гистерезиcной зави­симости U_ЗИ0 МНОП-транзистор можно с помощью больших управляющих импульсов переводить из рабочего в запертое состо­яние и обратно. Эта возможность используется в интегральных запоминающих устройствах.

В основе работы МНОП-транзистора лежит накопление заряда на границе нитридного и оксидного слоев. Это накопление есть результат неодинаковых токов проводимости в том и другом слоях, где оба тока зависят от напряжения на затворе и меняются в про­цессе накопления заряда. При большом отрицательном напряжении U₃ на границе накапливается положительный заряд. Это сопровождается уменьшением порогового напряжения. При боль­шом положительном напряжении U_ЗИ на границе накап­ливается отрицательный заряд. Это приводит к увеличению порогового напряжения.

При малых напряжениях U_ЗИ токи в диэлектрических слоях умень­шаются на 10 - 15 порядков, так что накопленный заряд сохра­няется в течение десятков тысяч часов. Вместе с ним сохраняется и порого­вое напряжение.