Главная | Обратная связь

Принцип действия МОП ПТ со встроенным каналом. Выходные и передаточные характеристики, их уравнения и особенности

В этом транзисторе проводящий канал между истоком и стоком под диэлектриком существует («встроен») в состоянии равнове­сия. Ток в канале протекает при подаче напряжения между стоком и истоком U_си при нулевом напряжении между затвором и истоком (U_зи = 0). Наличие этого тока, называемого начальным током стока I_{с нач0}, явилось основанием называть МДП-транзисторы со встроенным каналом транзисторами с обеднением, так как изме­нение тока используется в основном в сторону уменьшения его от значения I_{с нач0}. Напряжение U_зи, при котором ток стока уменьша­ется до нуля (режим отсечки), называется напряжением отсечки U_{зи отс}. Иногда это значение по аналогии с МДП-транзисторами с индуцированным каналом называют пороговым, но последние принципиально работают с обогащением, так как при U_зи = 0 в ка­нале нет тока.

Получение встроенного n-канала возможно путем введения донорной примеси в приповерхностную область полупроводника (подложки р-типа), а встроенного р-канала – введением акцептор­ной примеси в приповерхностную область подложки л-типа. Кон­центрация вводимой примеси, естественно, должна превышать концентрацию примеси в подложке. Между каналом и подложкой с различными типами электропроводности возникает обедненный слой перехода.

Параметры МДП-транзисторов: Пороговое напряжение является одним из важнейших пара­метров, особенно при использовании транзисторов в схемах пе­реключения. Наиболее распространенный способ эксперимен­тального нахождения U_пор состоит в экстраполяции зависимости I_с от U_зи к нулевому значению тока (см. рис. 7.14). С этим спосо­бом тесно связан способ, в котором строится зависимость от U_зи для прибора, находящегося в режиме насыщения. При этом про­стой способ получения насыщения заключается в соединении вы­водов затвора и стока и экстраполяции прямолинейного участка зависимости до пересечения с осью абсцисс (U_зи = U_си).

Помимо выходных характеристик МДП-транзистора широко используются передаточные (стокозатворные) характеристи­ки I_с = f(U_зи) при постоянном напряжении U_си (рис. 7.14).

При значениях U_си, соответствующих пологой области выход­ных характеристик (U_си > U_{си нас}), передаточные характеристики квадратичны: токи стока в этой области определяются формулой (7.56) и пропорциональны (U_зи – U_пор)². Нижняя характеристика на рис. 7.14,а соответствует малому напряжению (U_си < U_{си нас}), т.е крутым участкам выходных характеристик на рис. 7.13,б. Эта харак­теристика линейна, так как она относится к однородному каналу, ког­да в нем нет перекрытия.

МДП-транзистор со встроенным каналом может работать в двух режимах: в режиме обогащения и в режиме обеднения канала носителями заряда. Эта особенность МДП-транзисторов со встроенным каналом отражается и на смещении выходных статических характеристик при изменении напряжения на затворе и его полярности (рис. 3). Статические характеристики передачи (рис. 3, b) выходят из точки на оси абсцисс, соответствующей напряжению отсечки U_ЗИотс, то есть напряжению между затвором и истоком МДП-транзистора со встроенным каналом, работающего в режиме обеднения, при котором ток стока достигает заданного низкого значения.

Формулы расчёта в зависимости от напряжения U_ЗИ

1. Транзистор закрыт

Пороговое значение напряжения МДП транзистора

2. Параболический участок.

-удельная крутизна передаточной характеристики транзистора.

3. Дальнейшее увеличение приводит к переходу на пологий уровень.

— Уравнение Ховстайна.