Рассмотрим особенности МДП-транзисторов со встроенным каналом n-типа (рис. 5.7, а) В исходной пластине кремния p-типа с помощью диффузионной технологии созданы области истока, стока и канала n-типа. Слой окисла SiO2 выполняет функции защиты поверхности, близлежащей к истоку и стоку, а также изоляции затвора от канала. Вывод подложки (если он имеется) иногда присоединяют к истоку.
Стоковые (выходные) характеристики полевого транзистора со встроенным каналом n-типа для случая соединения подложки с истоком (рис. 5.7, б) по виду близки к характеристикам полевого транзистора с p—n-переходом.
Рассмотрим характеристику при = 0, что соответствует соединению затвора с истоком. Внешнее напряжение приложено к участку исток – сток положительным полюсом к стоку. Поскольку
= 0, через прибор протекает ток, определяемый исходной проводимостью канала. На начальном участке 0 – а (рис. 5.7, б), когда падение напряжения в канале мало, зависимость
близка к линейной.
По мере приближения к точке б падение напряжения в канале приводит ко все более существенному влиянию его сужения (рис. 5.7, а, штриховая линия) на проводимость канала, что уменьшает крутизну нарастания тока на участке а – б. После точки б токопроводящий канал сужается до минимума, что вызывает ограничение нарастания тока и появление на характеристике пологого участка II (рис. 5.7, б).
Покажем влияние напряжения затвор-исток на ход стоковых характеристик.
В случае приложения к затвору напряжения < 0 поле затвора оказывает отталкивающее действие на электроны – носители заряда в канале, что приводит к уменьшению их концентрации в канале и проводимости канала. Вследствие этого стоковые характеристики при
<0 располагаются ниже кривой, соответствующей
= 0. Режим работы транзистора
< 0, при котором происходит уменьшение концентрации заряда в канале, называют режимом обеднения.
При подаче на затвор напряжения > 0 поле затвора притягивает электроны в канал из p-слоя полупроводниковой пластины. Концентрация носителей заряда в кана
ле увеличивается, что соответствует режиму обогащения канала носителями. Проводимость канала возрастает, ток увеличивается. Стоковые характеристики при
> 0 располагаются выше исходной кривой
= 0.
Для транзистора имеется предел повышения напряжения ввиду наступления пробоя прилежащего к стоку участка сток – затвор. На стоковых характеристиках (рис. 5.7, б) пробою соответствует достижение некоторой величины
(область III). В случае
< 0 напряжение
увеличивается, поэтому при
< 0 пробой наступает при меньшем напряжении
.
Стоко-затворная характеристика транзистора со встроенным каналом имеет вид (рис. 5.7, в). Ее отличие от стоко-затворной характеристики транзистора с p—n-переходом (см. рис. 5.3, а) обусловлено возможностью работы прибора как при < 0 (режим обеднения), так и при
> 0 (режим обогащения).