Полевые транзисторы

Содержание

Слайд 2

Полевым транзистором называется полупроводниковый прибор, в котором ток создаётся только основными

Полевым транзистором

называется полупроводниковый прибор, в котором ток создаётся только основными носителями

зарядов под действием продольного электрического поля, а управление этим током осуществляется поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным к управляющему электроду.
Слайд 3

Полевые, или униполярные, транзисторы в качестве основного физического принципа используют эффект

Полевые, или униполярные, транзисторы

в качестве основного физического принципа используют эффект

поля.
в полевых транзисторах для реализации транзисторного эффекта применяется только один тип носителей.
Слайд 4

Вывод полевого транзистора, от которого истекают основные носители зарядов, называется истоком.

Вывод полевого транзистора, от которого истекают основные носители зарядов, называется

истоком.
Вывод полевого транзистора, к которому стекают основные носители зарядов, называется стоком.
Вывод полевого транзистора, к которому прикладывается управляющее напряжение, создающее поперечное электрическое поле называется затвором.

Несколько определений:

Слайд 5

Участок полупроводника, по которому движутся основные носители зарядов, между p-n переходом,

Участок полупроводника, по которому движутся основные носители зарядов, между p-n переходом,

называется каналом полевого транзистора.
Поэтому полевые транзисторы подразделяются на транзисторы с каналом p-типа или n-типа.
Слайд 6

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом

Слайд 7

Слайд 8

На затвор всегда подаётся такое напряжение, чтобы переходы закрывались. Напряжение между

На затвор всегда подаётся такое напряжение, чтобы переходы закрывались.
Напряжение

между стоком и истоком создаёт продольное электрическое поле, за счёт которого через канал движутся основные носители зарядов, создавая ток стока.
Слайд 9

1) При отсутствии напряжения на затворе p-n переходы закрыты собственным внутренним

1) При отсутствии напряжения на затворе p-n переходы закрыты собственным внутренним

полем, ширина их минимальна, а ширина канала максимальна и ток стока будет максимальным.
Слайд 10

2) При увеличении запирающего напряжения на затворе ширина p-n переходов увеличивается,

2) При увеличении запирающего напряжения на затворе ширина p-n переходов

увеличивается, а ширина канала и ток стока уменьшаются.
Слайд 11

3) При достаточно больших напряжениях на затворе ширина p-n переходов может

3) При достаточно больших напряжениях на затворе ширина p-n переходов может

увеличиться настолько, что они сольются, ток стока станет равным нулю.
Напряжение на затворе, при котором ток стока равен нулю, называется напряжением отсечки.
Слайд 12

Вывод: полевой транзистор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор, так как, изменяя

Вывод: полевой транзистор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор,
так как, изменяя

напряжение на затворе, можно уменьшать ток стока и поэтому принято говорить, что полевые транзисторы с управляющими p-n переходами работают только в режиме обеднения канала.
Слайд 13

Условное графическое изображение (УГО) полевого транзистора с УГО каналом n-типа и с каналом p-типа

Условное графическое изображение (УГО) полевого транзистора с

УГО каналом n-типа и

с каналом p-типа
Слайд 14

Практическое применение имеют две основные схемы включения. Схема с общим истоком: Схема с общим стоком:

Практическое применение имеют две основные схемы включения.

Схема с общим истоком:

Схема

с общим стоком:
Слайд 15

Полевые транзисторы с изолированным затвором Данные приборы имеют затвор в виде

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Данные приборы имеют затвор в

виде металлической плёнки, которая изолирована от полупроводника слоем диэлектрика, в виде которого применяется окись кремния. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором называют МОП и МДП.
МОП - металл, окись, полупроводник.
МДП - металл, диэлектрик, полупроводник.
Слайд 16

МОП – транзисторы могут быть двух видов: Транзисторы со встроенным каналом Транзисторы с индуцированным каналом.

МОП – транзисторы могут быть двух видов:
Транзисторы со встроенным каналом
Транзисторы с

индуцированным каналом.
Слайд 17

Технология МДП-транзистора с встроенным затвором

Технология МДП-транзистора с встроенным затвором

Слайд 18

Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал будут

Под действием электрического поля между стоком и истоком через канал

будут протекать основные носители зарядов, т. е. будет существовать ток стока.
При подаче на затвор положительного напряжения электроны как неосновные носители подложки будут притягиваться в канал. Канал обогатится носителями заряда, и ток стока увеличится.
Слайд 19

При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить

При подаче на затвор отрицательного напряжения электроны из канала будут уходить

в подложку, канал обеднится носителями зарядов, и ток стока уменьшится.
При достаточно больших напряжениях на затворе все носители заряда могут из канала уходить в подложку, и ток стока станет равным нулю.
Вывод: МОП – транзисторы со встроенным каналом могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения зарядов.
Слайд 20

Силовые полевые транзисторы В настоящее время полевой транзистор является одним из

Силовые полевые транзисторы

В настоящее время полевой транзистор является одним из наиболее

перспективных силовых приборов.
Для уменьшения сопротивления канала уменьшают его длину.
Для увеличения тока стока в транзисторе выполняют сотни и тысячи каналов, причем каналы соединяют параллельно.
Вероятность саморазогрева полевого транзистора мала, т.к. сопротивление канала увеличивается при увеличении температуры.
Слайд 21

ДМДП-транзистор Этот транзистор МДП-типа, изготовленный методом двойной диффузии, имеет горизонтальный канал.

ДМДП-транзистор

Этот транзистор МДП-типа, изготовленный методом двойной диффузии, имеет горизонтальный канал.

Слайд 22

VМДП-транзистор Этот V-образный МДП-транзистор имеет вертикальный канал

VМДП-транзистор

Этот V-образный МДП-транзистор имеет вертикальный канал

Слайд 23

IGBT-транзистор IGBT – гибридный полупроводниковый прибор. В нем совмещены два способа

IGBT-транзистор

IGBT – гибридный полупроводниковый прибор. В нем совмещены два способа управления

электрическим током, один из которых характерен для полевых транзисторов (управление электрическим полем), а второй – для биполярных (управление инжекцией носителей электричества).
Структура этого транзистора отличается от структуры ДМДП-транзистора дополнительным слоем полупроводника р-типа.
Слайд 24

Добавления слоя р-типа приводит к образованию второй структуры биполярного транзистора (типа

Добавления слоя р-типа приводит к образованию второй структуры биполярного транзистора (типа

p-n-p). Таким образом, в IGBT имеется две биполярные структуры – типа n-p-n и типа p-n-p
Слайд 25

SIT-транзистор SIT – полевой транзистор с управляющим p-n переходом со статической

SIT-транзистор

SIT – полевой транзистор с управляющим p-n переходом со статической индукцией.

Является многоканальным и имеет вертикальную структуру.
Слайд 26

Области полупроводника р-типа имеют форму цилиндров, диаметр которых составляет единицы микрометров

Области полупроводника р-типа имеют форму цилиндров, диаметр которых составляет единицы микрометров

и более. Эта система цилиндров играет роль затвора. Каждый цилиндр подсоединен к электроду затвора (на рисунке "а" электрод затвора условно не показан).
Пунктиром обозначены области p-n-переходов. Реальное число каналов может составлять тысячи. Обычно SIT используется в схемах с общим истоком.