Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Эффект поля
|
|
Лабораторная работа № 56
ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА
Цель работы:
1. Ознакомиться с принципом действия и характеристиками полевых транзисторов.
2. Снять выходные характеристики полевого транзистора.
Эффект поля
Цифровая техника (микропроцессоры, память, логика) базируется на двоичной системе единиц. Технической реализацией таких состояний является электронный ключ. Ключ закрыт, есть на нём напряжение – логическая единица; ключ открыт, напряжение на нём отсутствует – логический ноль. Ранее ключи реализовались с помощью реле, электронных ламп, биполярных транзисторов. «Кирпичиком» современной цифровой техники является полевой транзистор – трехэлектродный полупроводниковый прибор, управление током которого ведется с помощью поперечного электрического поля.
 | |||
 | |||
Под эффектом поля понимается изменение проводимости приповерхностного слоя полупроводника в структуре металл-диэлектрик-полупроводник (МДП-структура), в которой используется высокоомный полупроводник, содержащий низкую концентрацию носителей заряда. Рассмотрим это явление более детально на примере структуры металл-оксид кремния-кремний n -типа (рисунок 1).
При подаче на металлический электрод положительного потенциала (рисунок 1, 1) к поверхности полупроводника притягиваются основные носители заряда (для кремния n -типа – электроны) и отталкиваются неосновные носители заряда – дырки. Этот режим называется режимом обогащения. При этом уменьшается продольное сопротивление поверхностного слоя полупроводника.
При подаче на металлический электрод отрицательного потенциала (рисунок 1, 2) электроны отталкиваются от поверхности полупроводника, а дырки, наоборот, притягиваются (режим обеднения). При этом продольное сопротивление поверхностного слоя полупроводника возрастает.
При дальнейшем увеличении отрицательного потенциала на металлическом электроде концентрация неосновных носителей заряда (дырок) может превзойти концентрацию основных носителей заряда (электронов). Этот режим называется режимом инверсии (рисунок 1, 3). В режиме инверсии у поверхности полупроводника образуется канал проводимости, отделенный от основного слоя полупроводника обедненной областью образовавшегося p-n -перехода. Толщина и удельное сопротивление этого канала будут возрастать с ростом отрицательного потенциала на металлическом электроде.
Все сказанное для полупроводника n -типа справедливо и для полупроводника p -типа с учетом необходимости смены знака потенциала на металлическом электроде и того, что основными носителями заряда в полупроводнике p -типа являются дырки, а неосновными – электроны.
Именно эти явления и лежат в основе работы полевых транзисторов со структурой МДП. Как правило, эти транзисторы изготавливаются на кремнии, и диэлектриком для них служит окисел кремния SiO2. Поэтому их обычно называют МОП-транзисторы (МОП – металл-окисел-полупроводник). Международный термин – MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor).
|
|