МОП-транзисторы с индуцированным каналом

Другим, более распространненым, типом является транзистор с индуцированным каналом (рис. 5.9 ).

Рис. 5.9. МОП-транзистор с индуцированным каналом п -типа (а) и его условное графическое изображение (б).

От предыдущего он отличается тем, что канал возникает только при подаче на затвор напряжения одной полярности. При отсутствии этого напряжения канала нет, между истоком и стоком п ⁺ - типа расположена только подложка р -типа и на р-п ⁺ -переходе стока получается обратное напряжение. В этом состоянии сопротивление между истоком и стоком очень велико, т. е. транзистор заперт. Но если подать на затвор положительное напря­жение, то под влиянием поля затвора электроны проводимости будут переме­щаться из р- подложки по направлению к затвору. Когда напряжение затвора превысит пороговое зна­чение U_ПОР (единицы вольт), то в приповерхностном слое кон­центрация электронов настолько увеличится, что превысит концентрацию дырок, и в этом слое произойдет так на­зываемая инверсия типа электропроводности, т. е. образуется тонкий канал n -типа и транзистор начнет проводить ток. Чем больше положительное напряжение затвора, тем боль­ше проводимость канала и ток I_C.

Таким образом, подобный транзистор может работать только в режиме обогащения, что видно из его выходных характеристик, показанных на рис. 5.10, а, и проходных характеристик на рис.5.10,б. Если подложка n -типа, то получится индуцированный ка­нал р -типа.

Рис. 5.10. Выходные характеристики транзистора с индуцированным каналом п- типа

Параметры МОП-транзисторов аналогичны параметрам полевых транзисто­ров с р-п -переходом.

Транзисторы с изолированным затвором имеют преимущества в отношении температурных, шумовых, радиационных и других свойств, отмеченных для поле­вых транзисторов с р-п -переходом, и, кроме того, обладают еще рядом до­стоинств. Входное сопротивление постоянному току на низких частотах у них представляет собой сопротивление изоляции затвора и достигает 10¹²— 10¹⁵ Ом. Важно, что входное сопротивление остается большим при любой полярности напря­жения затвора (у полевых транзисторов с р-n -переходом при прямом напряжении на затворе входное сопротивление становится очень малым). Входная емкость может быть меньше 1 пФ, и предельная частота доходит до сотен мегагерц. Разработаны мощные транзисторы с изолированным затвором, имеющие кру­тизну 0,1А/В и больше и работающие на частотах в сотни мегагерц.

Тран­зисторы с изолированным затвором могут применяться во всех схемах, рас­смотренных выше (ОИ, ОЗ и ОС). Следует отметить, что изготовление полевых транзисторов по планарно-эпитаксиальной технологии сравнительно несложно и упрощает создание микроэлектронных схем. Особенно просто изготовляются МОП-транзисторы с индуцированным каналом, так как в подложке надо сделать лишь две области истока и стока.