Полевые транзисторы с изолированным затвором

Опубликовано 26.02.2010 Ведущий Антон Панкратов

У полевых транзисторов с изолированным затвором, металлический затвор отделен от полупроводникового канала тонким слоем диэлектрика. Иначе эти приборы называют МДП или МОП-транзисторами (от слов "металл - оксид - полупроводник")
Основанием служит кремниевая пластинка с электропроводностью типа р. В ней созданы две области с электропроводностью n - типа с повышенной проводимостью. Эти области являются истоком и стоком. Между истоком и стоком имеется тонкий приповерхностный канал с электропроводностью n-типа. Сверху диэлектрического слоя расположен затвор в виде тонкой металлической пленки. Кристалл МДП-транзистора обычно соединен с истоком, и его потенциал принимается за нулевой - так же, как и потенциал истока. Прибор с такой структурой называют транзистором с собственным (или встроенным) каналом, и работает он следующим образом. Если при нулевом напряжении затвора приложить между стоком и истоком напряжение, то через канал потечет ток, представляющий собой поток электронов. Через кристалл ток не пойдет, так как один из р-n переходов находится под обратным напряжением. При подаче на затвор напряжения, отрицательного относительно истока, а, следовательно, и относительно кристалла, в канале создается поперечное электрическое поле, под влиянием которого электроны проводимости выталкиваются из канала в области истока и стока и в кристалл. Канал обедняется электронами, сопротивление его увеличивается, и ток стока уменьшается. Чем больше отрицательное напряжение затвора, тем меньше этот ток. Такой режим транзистора называют режимом обеднения.
Если же на затвор подать положительное напряжение, то под действием поля, созданного этим напряжением, из областей истока и стока, а также из кристалла в канал будут приходить электроны; проводимость канала при этом увеличивается и ток стока возрастает. Этот режим называют режимом обогащения.
Рассмотренный транзистор с собственным каналом, таким образом, может работать как в режиме обеднения, так и в режиме обогащения. Это наглядно показывают его выходные (стоковые) характеристики и характеристика управления.
Как видно, выходные характеристики МДП-транзистора подобны выходным характеристикам полевого транзистора с управляющим n-р-переходом.