ПОЛЕВЫЕ (УНИПОЛЯРНЫЕ) ТРАНЗИСТОРЫ

8. ПОЛЕВЫЕ (УНИПОЛЯРНЫЕ) ТРАНЗИСТОРЫ

8.1. Общие сведения.

Полевыми или униполярными транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которых регулирование тока производится изменением проводимости полупроводника с помощью электрического поля, перпендикулярного направлению тока. В полевых транзисторах область полупроводника, по которой протекает ток, называется каналом.

Принцип работы полевого транзистора можно объяснить следующим образом. Возьмем полупроводник правильной формы пусть п-типа проводимости. В торцах полупроводника сформируем омические контакты и приложим внешнее напряжение V (рис. 8.1). При этом через полупроводник

Рис. 8.1.

потечет дрейфовый ток электронов I, определяемый выражением:

, (8.1)

где - объемное сопротивление области полупроводника, по которой течет ток, т.е. канала, - удельное сопротивление полупроводника, L и S=ad - длина и поперечное сечение канала, а и d –высота и ширина канала.

Из (8.1) вытекает, что дополнительное управление током канала можно изменением или поперечного сечения полупроводника S или его удельного сопротивления . На практике реализованы оба способа управления током. Полевые транзисторы, в которых управление потоком основных носителей заряда в канале осуществляется изменением поперечного сечения канала, называются:

- полевыми транзисторами с управляющим р-п переходом и

- полевыми транзисторами с управляющим переходом металл-полупроводник (переходом Шоттки).

Полевые транзисторы, в которых ток канала управляется изменением удельного сопротивления, называются МДП (МОП) – полевыми транзисторами (М-металл, Д-диэлектрик (окисел), П-полупроводник). МДП-транзисторы бывают со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В транзисторах со встроенным каналом канал создается технологически в процессе изготовления транзистора, а в транзисторе с индуцированным каналом канал возникает (индуцируется) в процессе работы транзистора. Отметим также, что полевые транзисторы в зависимости от типа проводимости канала подразделяются на транзисторы с каналом п-типа и каналом р-типа.

Полевой транзистор имеет следующие три электрода: исток (И), через который в канал втекают основные носители тока, сток (С), через который они вытекают из канала, и затвор (З), предназначенный для регулирования потоком носителей тока канала. МДП-транзисторы имеют и четвертый вывод – вывод подложки (П). Полевые транзисторы в ряде устройств работают более эффективно, чем биполярные. Преимуществом полевых транзисторов является также то, что ассортимент полевых транзисторов значительно шире, что расширяет области их применения. Так как полевые транзисторы работают только с основными носителями заряда, то они более температуростойкие, имеют низкий уровень шумов. Большое значение имеет также высокое входное сопротивление этих транзисторов.

В таблице 1 приведены условно-графические обозначения полевых

Таблица 1

полевые транзисторы с управляющим переходом и каналом п-типа
полевые транзисторы с управляющим переходом и каналом р-типа
МДП полевые транзисторы со встроенным каналом п-типа
МДП полевые транзисторы со встроенным каналом р-типа
МДП полевые транзисторы с индуцированным каналом п-типа
МДП полевые транзисторы с индуцированным каналом р-типа

Условно-графические обозначения полевых транзисторов.

транзисторов. В обозначениях направление стрелки определяет тип проводимости канала.

Для изготовления полевых транзисторов, в основном, применяется кремний. В последние годы для создания СВЧ полевых транзисторов широко используется арсенид галлия с затвором на основе перехода металл-полупроводник и гетероструктурные затворы на основе соединений арсенида галлия.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒