Методическое пособие "Полевые транзисторы"
учебно-методическое пособие по теме
1) Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим p-n переходом.
2) Характеристики и параметры полевых транзисторов.
3) Полевые транзисторы с изолированным затвором
4) Структура МНОП – транзисторов с плавающим затвором.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
metodicheskoe_posobie_polevye_tranzistory.docx | 86.2 КБ |
Предварительный просмотр:
ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
1) Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим p-n переходом.
2) Характеристики и параметры полевых транзисторов.
3) Полевые транзисторы с изолированным затвором
4) Структура МНОП – транзисторов с плавающим затвором.
1)Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим p-n переходом.
Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, в котором ток создаётся только основными носителями зарядов под действием продольного электрического поля, а управляющее этим током осуществляется поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным к управляющему электроду.
Рис. 35 Рис. 36
Несколько определений:
- Вывод полевого транзистора, от которого истекают основные носители зарядов, называется истоком.
- Вывод полевого транзистора, к которому стекают основные носители зарядов, называется стоком.
- Вывод полевого транзистора, к которому прикладывается управляющее напряжение, создающее поперечное электрическое поле называется затвором.
- Участок полупроводника, по которому движутся основные носители зарядов, между p-n переходом называется каналом полевого транзистора
Поэтому полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с каналом p-типа и n-типа
Условное графическое изображение (УГО) полевого транзистора с каналом n-типа изображено на рисунке 37, а с каналом p-типа на рисунке 38
Рис. 37 Рис. 38
Принцип действия рассмотрим на примере транзистора с каналом n-типа
Рис. 39
На затвор всегда подаётся такое напряжение, чтобы переходы закрывались. Напряжение между стоком и истоком создаёт продольное электрическое поле, за счёт которого через канал движутся основные носители зарядов, создавая ток стока.
1)При отсутствии напряжения на затворе p-n переходы закрыты собственным внутренним полем, ширина их минимальна, а ширина канала максимальна и ток стока будет максимальным.
2)При увеличении запирающего напряжения на затворе ширина p-n переходов увеличивается, а ширина канала и ток стока уменьшаются.
3)При достаточно больших напряжениях на затворе ширина p-n переходов может увеличиться на столько, что они сольются, ток стока станет равным нулю.
Напряжение на затворе, при котором ток стока равен нулю, называется напряжением отсечки.
Вывод: полевой транзистор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор, так как, изменяя напряжение на затворе, можно уменьшать ток стока и поэтому принято говорить, что полевые транзисторы с управляющими p-n переходами работают только в режиме обеднения канала.
2) Характеристики и параметры полевых транзисторов.
К основным характеристикам относятся:
Стокозатворная характеристика это зависимость тока стока (Ic) от напряжения на затворе (Uси) для транзисторов с каналом n-типа.
Рис. 40
Стоковая характеристика– это зависимость IcотUси при постоянном напряжении на затворе (смотрите Рис. 40). Ic= f(Uси) при Uзи=Const
3) Полевые транзисторы с изолированным затвором.
Данные приборы имеют затвор в виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП. Аббревиатура МОП расшифровывается как металл, окись, полупроводник. МДП расшифровывается как металл, диэлектрик, полупроводник.
МОП – транзисторы могут быть двух видов:
- Транзисторы со встроенным каналом
- Транзисторы с индуцированным каналом.
Транзистор со встроенным каналом.
Основой такого транзистора является кристалл кремния p-или n-типа проводимости.
Рис. 41
Для транзистора с n-типом проводимости: Uзи = 0;Ic1;
Uзи> 0;Ic2 >Ic1;Uзи< 0;Ic3
Принцип действия.
Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут протекать основные носители зарядов, т.е. будет существовать ток стока. При подаче на затвор положительного напряжения электроны как не основные носители подложки будут притягиваться в канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится. При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить в подложку, канал объединится носителями зарядов, и ток стока уменьшится. При достаточно больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и ток стока станет равным нулю.
Вывод: МОП–транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения зарядов.
Рис. 42
Транзисторы с индуцированным каналом.
Uз= 0;Ic1=0; Uз< 0;Ic2 =0; Uз> 0;Ic3 >0.
Рис. 43 Рис. 44
При напряжениях на затворе, равных или меньше нуля, канал отсутствует, и ток стока будет равен нулю. При положительных напряжениях на затворе электроны, как не основные носители заряда подложки p-типа, будут притягиваться к затвору, а дырки будут уходить в глубь подложки. В результате в тонком слое под затвором концентрация электронов превысит концентрацию дырок, т.е. в этом слое полупроводник поменяет тип своей проводимости. Образуется (индуцируется) канал, и в цепи стока потечёт ток.
Вывод: МОП–транзисторы с индуцированным каналом могут работать только в режиме обогащения. МОП–транзисторы обладают бόльшим входным сопротивлением, чем транзисторы с управляемым переходом. R вх = (1013¸ 1015)Ом.
4) Структура МНОП – транзисторов с плавающим затвором.
В слое окисла кремния создаётся область из алюминия или поликристаллического кремния на расстояниименее1мкм от полупроводника (смотрите Рис.45).
Рис. 45
Принцип действия МОП–транзисторов с плавающим затвором точно такой же, как у транзисторов МНОП, только при программировании электроны скапливаются в плавающем затворе из алюминия или кремния. Стирание информации осуществляется ультрафиолетовым облучением.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методическое пособие"Биполярные транзисторы"
Классификация и маркировка транзисторов;Устройство биполярных транзисторов;Принцип действия биполярных транзисторов....
Транзисторы
Статья "Транзисторы" составлена по материалам, взятым из Интернета....
Методическая разработка "Технология монтажа радиоприемника на транзисторах"
Данная методическая разработка предназначена для проведения уроков теоретического и производственного обучения по теме «Технология монтажа супергетеродинных радиоприемников» по профессии «Монтажник ра...
Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по теме "Биполярные и полевые транзисторы"
1. Исследование транзистора, включенного по схеме с общей базой.2. Исследование транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. 3. Исследование полевого транзистора.В качестве примера п...
Методические рекомендации к проведению лабораторнo-практической работы по теме "Биполярный транзистор"
Цель работы - изучение принципа действия биполярного транзистора, его основных параметров и способов их определения. Снятие входных и выходных вольтамперных характеристик биполярного транзистора по сх...
Открытый урок по электронике: Снятие характеристик биполярного транзистора
Урок проводится в виде практической работы. Работа выполняется с помощью программы EWB...
Практическая работа № 15 Изучение работы транзистора, включенного по схеме с общей базой и общим эмиттером
Практическая работа № 15Изучение работы транзистора, включенного по схеме с общей базой и общим эмиттером...