Классификация полевых транзисторов.

Продолжаем разбираться с полевыми транзисторами и в этой статье поговорим о том, какие вообще существуют типы полевиков, и чем они отличаются. И начнем с того, что наиболее распространенным типом полевых транзисторов являются транзисторы, имеющие МОП-структуру (металл — окисел — полупроводник). Поэтому зачастую полевые транзисторы называют просто МОП-транзисторами (или MOSFET).

Как уже упоминалось в предыдущей статье (вот), существуют n-канальные и p-канальные МОП-транзисторы. Их характеристики практически симметричны, но правда есть небольшое уточнение. В p-канальных, в отличие от n-канальных, носителями являются не электроны, а дырки, которые имеют меньшую подвижность. Из этого вытекает то, что характеристики p-канальных МОП-транзисторов хуже, чем соответствующие характеристики n-канальных ПТ (меньше ток насыщения, больше пороговое напряжение итд).

Давайте разберемся, откуда взялось название металл-окисел-полупроводник (МОП). Рассмотрим структуру МОП-транзистора:

Устройство полевого транзистора

Как видите, затвор (металл) изолирован от канала (полупроводник) тонким слоем диэлектрика (окисел). Собственно, поэтому такую структуру и называют МОП 😉 Поскольку затвор надежно изолирован, то воздействует он на проводимость канала только посредством электрического поля, которое возникает, если подать на затвор напряжение. Ток при этом через затвор не течет.

Вот как обозначаются n и p-канальные транзисторы на схемах:

МОП-транзистор

Вообще, как только не обозначают полевые транзисторы на схемах =) Но мы все-таки будет придерживаться этого, более классического, варианта. Вывод подложки здесь указан, по большому счету, лишь для того, чтобы как то различать транзисторы разных типов (n или p) на принципиальных схемах.

Переходим к следующему классу полевых транзисторов — ПТ с p-n переходом. В них затвор образует с каналом p-n переход. Кстати, под каналом подразумевается область, включающая сток, исток и область p-типа между ними (для n-канального ПТ). Давайте все обсуждать применительно именно к n-канальному транзистору. Для p-канального все также, просто полярности противоположные )

Итак, затвор образует с каналом p-n переход, а значит для того, чтобы избежать прохождения тока через затвор, необходимо сместить затвор в противоположном направлении относительно канала. То есть p-n переход затвор-канал должен быть закрыт. А если вдруг напряжение на затворе превысит напряжение канала на 0.6 В или больше (прямое напряжение диода), то через затвор потечет ток.  Под напряжением канала здесь понимается напряжение его конца (стока или истока) с более отрицательным потенциалом (чаще всего это исток). Вот как обозначаются такие транзисторы на принципиальных схемах:

Полевые транзисторы с p-n переходом

Как вы помните, при рассмотрении работы полевых транзисторов мы считали, что транзистор начинает проводить ток, если к затвору приложено напряжение, превышающее напряжение истока. Такие транзисторы называют транзисторами обогащенного типа. Возможен и другой вариант исполнения полевого транзистора, а точнее n-канального МОП-транзистора. Полупроводник канала может быть легирован таким образом, что при нулевом смещении  затвора относительно истока через канал протекает ток стока. Такие устройства называют МОП-транзисторами обедненного типа. Для того, чтобы предотвратить протекание тока стока в транзисторах обедненного типа необходимо подать на затвор обратное смещение в пару вольт.

В МОП-транзисторах нет никакого p-n перехода затвор-канал, поэтому они могут быть как обедненного, так и обогащенного типа, в то время как полевые транзисторы с p-n переходом могут быть только обедненного типа. На самом деле МОП-транзисторы редко бывают обедненного типа, чаще всего они являются транзисторами обогащенного типа (за редким исключением). Из этого вытекает такая вот классификация полевых транзисторов:

Классификация полевых транзисторов

По большому счету, мы рассмотрели все возможные варианты исполнения полевых транзисторов, так что на этой схемке и закончим на сегодня =) Встретимся очень скоро в новых статьях!

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Классификация полевых транзисторов.: 5 комментариев
    • Да как-то решил не углубляться особо, на практике знания о том, что там внутри есть диод вряд ли пригодятся кому-то. Хотя, спорный вопрос, конечно )

  1. Если нет нарисованого диода,сразу трудно прикинуть как включать транзистор: сток — исток, или исток — сток. И сказать что МОП-транзисторы = MOSFET (чтобы смогли разбираться в импортных схемах)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *