Главная | Обратная связь

Польові транзистори

Польові транзистори дуже добре вписуються в загальну технологію біполярних інтегральних схемах і тому часто виготовляються спільно з біполярними транзи­сторами на одному кристалі. Типові структури польовиків, розміщені в ізольованих кишенях і показані на малалюнку нижче.

В цій структурі р-слой затвор формується на етапі базової дифузії, яка забезпечує омічний контакт з областями витоку і стоку, на ета­пі емітерної дифузії. Помітимо, що р-шар затвору оточує стік з усіх боків, так що струм між витоком і стоком може протікати тільки через керований канал.

В n-кишенях, призначених для ІТ, замість прихованого n+-шару здійснюється прихований р+-шар. Призначення цього шару – зменшити початкову товщину каналу а і тим самим напругу відсічення. Здійснення прихованого р+-слоя пов’язано з додатковими технологічними опера­циями.

На підкладку, а значить, і на р+-слой задають постійний (максимально негативний) потенціал; тому вони не виконують управляючих функцій.
Роль каналу грає ділянка базового р-слоя, розташована між n+- і n-шарами. Якщо при сумісному виготовленні ПТ і біполярного транзистора не використовувати додаткових технологічних процесів, то товщина каналу буде рівна ширині бази n-р-n-транзистора (0,5-1 мкм). При такій малій товщині каналу виходять великий розкид параметрів ПТ і мала напруга пробою. Тому доцільно піти на ускладнення технологічного циклу, здійснюючи р-слой польового транзистора окремо від базового р-слою, з тим щоб товщина каналу була не менше 1-2 мкм. Для цього проводять попередню дифузію р-слою польовика до базової дифузії. Тоді під час базової дифузії р-слойдодатково розширяється, і його глибина виявляється дещо більше глибину базового шару.

За принципом дії польовий транзистор дуже схожий на водопровідний кран. Носії заряду протікають через канал, обмежений з одного боку підкладкою, в якій не може протікати струм, бо в ній немає носіїв заряду, та областю збіднення, яка утворюється під затвором завдяки контактній різниці потенціалів. Шириною області збіднення можна управляти, прикладаючи до затвора напругу. При прикладенні зворотної напруги область збіднення розширюється і перекриває більшу частину каналу. В канал наче висувається заслінка. При певному значенні зворотної напруги область збіднення повністю перекриває канал. Струм через канал зменшується. В цьому випадку говорять, що транзистор запертий. Відповідне значення напруги називається напругою запирання. При прикладенні до затвора прямої напруги, канал розширюється, пропускаючи більший струм.

Використання польових транзисторів в електроніці принесло великий вклад в розвиток цифрової техніки і являється її незмінною складовою.