Материал: Tverdotila_elektronika

Збільшення на затворі такого транзистора позитивної напруги (рис. 4.15 в) спричиняє надходження електронів з товщі напівпровідника до приповерхневого шару. Ширина каналу, його електропровідність, а також струм стоку зменшуються.

а) б) в)

Рисунок 4.15 – Будова МДН - транзистора з вбудованим каналом

При деякій позитивній напрузі на затворі (UÇÂâ³äñ )

відбувається інверсія типу провідності каналу, і області стоку й витоку розділяються областю n - типу. Струм стоку зменшується до значення зворотного струму p-n –

переходу.

Режим роботи транзистора, коли збільшення напруги U ÇÂ за модулем приводить до зменшення струму стоку,

називають режимом збіднення. Оскільки лише МДН – транзистори з вбудованим каналом, крім режиму збагачення, мають ще й режим збіднення, то вони називаються польовими транзисторами збідненого типу.

Статичні характеристики МДН – транзистора з вбудованим каналом p - типу наведені на рисунку 4.16.

Вигляд їх подібний до вигляду характеристик інших польових транзисторів. Однак ці характеристики, на відміну від попередніх, мають область позитивних затворних напруг

179

(область збіднення) і область негативних затворних напруг (область збагачення).

Рисунок 4.16 – Статичні характеристики МДН – транзисторів з вбудованим p - каналом:

а) стокозатворні; б) стокові; в) схемні позначення

Переваги польових транзисторів – високий вхідний опір і, як наслідок, дуже мале споживання енергії в керувальному колі, високий порівняно з БТ коефіцієнт підсилення потужності, ще більший, ніж ПТКП, властивий МДН – транзисторам. Та обставина, що металевий затвор у цих приладах ізольований від напівпровідникової підкладки тонким шаром діелектрика, зумовлює, що вхідний опір МДН – транзисторів у десятки – сотні разів вищий, ніж у ПТКП, і досягає десятків мегаомів, тобто затворний струм I Ç не перевищує одиниць наноамперів. До того ж, ця

властивість польових транзисторів з ізольованим затвором зумовлює збільшення завадостійкості і надійності роботи електронних схем, у яких вони використовуються. Але у таких приладів є суттєвий недолік. Відомо, що шар діелектрика завтовшки 1 мкм пробивається напругою 500 - 600 В. У МДН - транзисторах ізолювальна плівка має товщину 0,1 – 0,15 мкм, і тому її пробивна напруга не перевищує кількох десятків вольтів. Внаслідок цього МДН– транзистори є дуже чутливими до статичної електрики,

180

навіть до тієї, що накопичується на людському тілі. Тому в довідниках рекомендовано паяння і згинання виводів цих транзисторів здійснювати не ближче 3 мм від корпусу. Під час транспортування, зберігання і монтажу виводи приладів повинні закорочуватись, а руки оператора і паяльник потрібно заземляти.

Прикладами МДН – транзисторів з вбудованим каналом є малопотужні прилади: КП 305, КП 306, КП 313. Усі ці транзистори високочастотні і тому мають провідність каналу n - типу. До потужних МДН - транзисторів із вбудованим n - каналом належать транзистори КП 901.

4.3 Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури

У ПТКП зміна температури приводить до зміни контактної різниці потенціалів UÊ на p-n – переході,

зворотного струму через перехід, а також до зміни рухомості основних носіїв заряду.

збільшення струму Iñ .

Водночас залежність рухомості основних носіїв у каналі

181

відповідно;

n 1 - коефіцієнт.

З формули (4.18) випливає, що при збільшенні температури рухомість основних носіїв зменшується, опір каналу внаслідок цього збільшується, струм стоку Iñ

зменшується.

Отже, зміна UÊ і рухомості основних носіїв у каналі при зміні температури протилежно впливають на опір каналу та струм стоку Iñ . За певних умов дія цих факторів взаємно компенсується, і при деякій напрузі на затворі струм стоку Iñ не залежатиме від температури (рис. 4.17).

А

UЗВ, В

Рисунок 4.17 – Температурний дрейф стокозатворних характеристик ПТКП

Точку А на стокозатворній характеристиці ПТКП КП 103М (рис. 4.17), в якій струм Iñ не залежить від температури, називають термостабільною точкою. Лівіше від цієї точки струм Iñ зі збільшенням температури зменшується,

правіше – збільшується. При цьому збільшення температури приводить до деякого збільшення напруги відсічення. Але на основній ділянці роботи ПТКП (лівіше т. А) струм стоку

182

і крутизна зменшуються при зростанні температури. Ця обставина зумовлює істотну перевагу ПТ перед БТ, у яких внаслідок явища самоперегріву зростання колекторного струму при нагріванні може призвести остаточно до теплового пробою.

Вплив температури на хід стокових характеристик ПТКП показаний на рисунку 4.18.

Рисунок 4.18 – Вплив температури на стокові характеристики ПТКП

Разом з тим збільшення температури приводить до

(приблизно у 2 рази при збільшенні температури на 10˚С ). Тому при збільшенні температури вхідний опір ПТКП зменшується.

У МДН - транзисторах температурну залежність напруги відсічення (порогової напруги) визначають зміною рівня Фермі, зміною об’ємного заряду в збідненому шарі p-n

переходу між каналом та підкладкою, а також залежністю величини заряду в діелектрику від температури. Величина порогової напруги в МДН – транзисторах змінюється на 4- 10 мВ при зміні температури на 1 градус (залежно від типу приладу). Температурні зміни характеристик і параметрів МДН – транзисторів більші, ніж у ПТКП.

183