Предыдущая страница реферата | 13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23 | Следующая страница реферата

Входное сопротивление канального транзистора определяется обратным током p-n-перехода и составляет не более 1011 Ом.

Основным достоинством транзисторов с объемным каналом перед МОП- транзисторами является почти полное отсутствие шумов и стабильность характеристик во времени. Единственным типом шума у них является тепловой шум.

3.3. Полевые МДП (МОП)-транзисторы с изолированным затвором

М ( металл, П ( полупроводник.

Д(O) ( диэлектрик (в современных интегральных схемах в качестве диэлектрика используется окисел кремния SiO2, отсюда и название ( МОП).

В МОП-транзисторах затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика
(0,2(0,3мкм).

В основе классификации МОП-транзисторов лежат две конструктивные особенности ( индуцированный канал и встроенный канал (рис. 3.6 и 3.7 соответственно).

3.2.1. Принцип действия, статические стокозатворные ВАХ

МОП-транзисторов с изолированным затвором

В качестве примера рассмотрим работу полевого МОП-транзистора с «n»- каналом, выполненного на основе кремния, у которого роль диэлектрика выполняет слой SiO2; главная особенность этого слоя состоит в том , что он всегда содержит примеси донорного типа (натрий, калий, водород). Примеси сосредоточены вблизи границы с кремнием, в результате чего в пленке SiO2 образуется тонкий слой положительно заряженных донорных атомов. Отданные ими электроны переходят в приповерхностный слой кремния. Если при этом используется подложка n(типа, то эти электроны создают обогащенный слой, что препятствует образованию p-канала, поэтому у транзисторов с p-каналом требуется большее пороговое напряжение, чем при n-канале.

[pic]

Рис. 3.6. Структура МОП-транзистора с индуцированным n-каналом

[pic]

Рис. 3.7. Структура МОП-транзистора со встроенным n-каналом

Имея такое преимущество и, кроме того, являясь более быстродействующими
(скорость движения электронов гораздо больше, чем дырок), МОП-транзисторы с n-каналом получили большее распространение.

Как и в канальном у МОП-транзистора управляющим электродом является затвор. Ток в цепи стока будет зависеть от режима, который задан по затвору

1-й режим. Затвор соединен с истоком (Uзи=0).

Ток в цепи стока будет ничтожно мал, так как при заданных условиях между стоком и истоком действуют два встречно включенных p-n+-перехода, и канал фактически отсутствует.

2-й режим. На затвор подано отрицательное напряжение (Uзи < 0).

Приповерхностный слой обогащается дырками, подтянутыми из подложки полем затвора. Тока в цепи стока по-прежнему не будет.

3-й режим. На затвор подано положительное напряжение (Uзи>0).

Приповерхностный слой обогащается носителями ( электронами, образуя n- канал. Уровень напряжения на затворе, при котором появляется проводимость в канале, называется пороговым Uо (практически значения полного порогового напряжения лежат в пределах Uo = 0,5(3,5B. Дальнейшее увеличение положительного напряжения на затворе вызывает рост тока во внешней цепи; ток в цепи стока достигает своего номинального значения при напряжении на затворе примерно равном удвоенному пороговому напряжению (при Uзи ( 2Uо).

Заключение по режимам: режим третий является рабочим; канал, отсутствующий в равновесном состоянии (при отсутствии напряжения на затворе) и образующийся под действием внешнего напряжения (в данном случае ( положительного), называется индуцированным

(рис. 3.6). Длина канала равна расстоянию между стоком и истоком (L), а ширина ( протяженности слоев стока и истока (Z). Толщина индуцированного канала практически неизменна и составляет 1(2 нм, поэтому модуляция его проводимости возможна лишь за счет изменения концентрации носителей, подтянутых в канал из подложки. Транзисторы с индуцированным n-каналом работают только при положительной полярности напряжения на затворе, то есть в режиме обогащения канала (рис. 3.8, а)( для полевого транзистора с индуцированным каналом параметр напряжения отсечки Uотс теряет смысл, а более удобным будет понятие порогового напряжения Uо. Так как номинальный ток через транзистор с индуцированным каналом развивается при условии, если напряжение на затворе

Uзи ( 2Uо, то и максимальная крутизна его достигается при Uзи ( 2Uо; если концентрация электронов, поступившая из диэлектрика, очень высокая, то в подложке p-типа между стоком и истоком образуется n-канал, но он возникает при Uзи = 0, следовательно, такой канал уже нельзя называть индуцированным, и транзистор в этом случае принято называть МОП- транзистором со встроенным каналом (встроенным заранее). Технологически встроенный канал получают с помощью ионного легирования в виде тонкого приповерхностного слоя. Такие транзисторы работают при обеих полярностях напряжения на затворе, то есть в режиме обогащения и обеднения канала (рис.
3.8, б);

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: изложение материала, культурология, сочинения по литературе.





Предыдущая страница реферата | 13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23 | Следующая страница реферата