Устройство транзистора с изолированным затвором и каналом n-типа показано на рис. 5.8.
На подложке р-типа создают две сильнолегированные области n+-типа. Одна из этих областей является истоком, другая — стоком. Исток обычно соединяют с подложкой. Между истоком и стоком существует канал, который либо создается в процессе изготовления транзистора, либо индуцируется при подаче на затвор положительного напряжения. Соответственно, различают две разновидности транзисторов с изолированным затвором: транзисторы со встроенным каналом и транзисторы с индуцированным каналом. Схематическое изображение транзисторов со встроенным каналом я-типа показано на рис. 5.9, а, а транзисторов с индуцированным каналом — на рис. 5.9, б. Помимо транзисторов с электронным каналом существуют транзисторы с дырочным каналом. Их схематические изображения показаны на рис. 5.9, в и г.
В транзисторе со встроенным каналом ток через канал существует при подаче на сток положительного напряжения и при нулевом напряжении на затворе. При подаче на затвор отрицательного напряжения возникает вертикальное электрическое поле между подложкой и затвором, которое выталкивает электроны из канала, в результате чего проводимость канала уменьшается. При положительном напряжении канал обогащается электронами, и его проводимость возрастает.
В транзисторе с индуцированным каналом при подаче на сток положительного напряжения и нулевом напряжении на затворе проводящий канал между истоком и стоком отсутствует. При подаче на затвор положительного напряжения возникает поперечное электрическое поле, направленное перпендикулярно поверхности полупроводника, которое выталкивает из приповерхностного слоя дырки и притягивает электроны. В результате распределение концентрации электронов и дырок в направлении оси х, перпендикулярной поверхности полупроводника, принимает вид, показанный на рис. 5.10, а.
В тонком слое толщиной А выполняется условие п (х) р (х)= ni2 поэтому этот слой оказывается обедненным подвижными носителями заряда: в нем преобладают отрицательные заряды акцепторов. Чем больше напряжение uзи, тем толще обедненный слой. При некоторой величине uзи = uпор, называемой пороговым напряжением, концентрация электронов nS на поверхности полупроводника оказывается равной концентрации дырок рр в объеме полупроводника (рис. 5.10, б). При напряжении uзи > uпор концентрация электронов nS на поверхности оказывается больше концентрации дырок в объеме полупроводника (рис. 5.10, в): на поверхности образуется (индуцируется) канал толщиной dK с электронной проводимостью, отделенный от подложки обедненным слоем толщиной Δ. Изменяя напряжение uзи можно изменять толщину канала dK, а следовательно, его проводимость.
