МОП-транзисторы с изолированным затвором. Принцип действия, эффект поля

Определение: Это полевой транзистор, имеющий один или несколько затворов, электрически изолированных от проводящего канала. В качестве изоляции между каждым Ме затвором и проводящим каналом исп-ся оксид п/п и полевой транзистор имеет тип Ме-оксид-п/п (МОП-транзистор).

МОП-транзисторый делятся на полевые транзисторы с индуцированным и встроенным каналами.

Принцип действия: Управление током за счёт изменения сечения канала вследствие изменения ширины перехода при изменении входного напряжения (напряжения затвора).

1) МОП-транзистор с индуцированным каналом n-типа представляет собой тонкую слабо легированную пластинку кремния р-типа, в котрой сделаны 2 сильно легированные области n-типа, расстояние между которыми порядка 10 мкм. На области, в которой создаётся токопроводящий канал, выращивается тонкий слой SiO₂, на который напыляется алюминий и изготавливаются 3 электрода: исток, сток и затвор. В основе работы МОП-транзистора с индуц. каналом лежит явление инверсии проводимости приповерхностного слоя (эффект поля). Это явление заключается в том, что под действием эл. поля электроны притягиваются к пов-ти п/п р-типа и в этой области п/п мин. значение энергии, которой может обладать электрон, находящийся в зоне проводимости, должно быть ниже, чем в остальном объёме п/п. Существует пороговое напряжение, по превышении которого эн. зоны искривляются вниз настолько сильно, что вблизи поверхности образуется инверсионный эл. слой (индуцированный канал) способный пропускать ток.

2) МОП-транзистор со встроенным каналом имеет между стоком и истоком тонкий слой n-типа у самой поверхности. В таком транзисторе при отсутствии внеш. напряжения на затворе канал будет замкнут, и в цепи сток-исток будет протекать ток. Такой МОП-транзистор может работать как при положительном (обогащение канала носителями), так и при отрицательном напряжении затвора (режим обеднения).