Предельные эксплуатационные характеристики

Предельные эксплуатационные характеристики определяют значения токов и напряжений, превышение которых не гарантирует безотказную работу транзистора. Это I_Кmax, U_КЭmax, P_Кmax

Полевые транзисторы – это трёхэлектродный полупроводниковый прибор, работа которого основана на использовании электрического поля для изменения сопротивления полупроводникового канала. Такие транзисторы называют униполярными, так как управляемый ток в них создаётся основными носителями заряда (р или n), движущимися в канале с одним типом проводимости. Различают транзисторы с управляющим p-n переходом и транзисторы с изолированным затвором (МОП). Рассмотрим полевой транзистор с управляющим р-n переходом и р-каналом. На затвор транзистора подают обратное напряжение , следовательно ток I₃ (обратный ток р-n перехода) будет мал. Под действием E_си через канал будет протекать ток I_С, величина которого определяется сопротивлением в канале «сток – исток», а сопротивление этого канала от ширины р-n перехода «канал-затвор». При увеличении Е_зи (запирающего) ширина р-n перехода увеличивается, сопротивление канала возрастает и ток I_с уменьшается. Таким образом, изменяя потенциал затвора можно управлять током истока. При этом токи затвора очень малы и на управление тратится малая мощность. Следовательно, в каскадах с полевыми транзисторами можно получить большое увеличение по мощности.

Полевые транзисторы с изолированным затвором также изготавливаются с каналами р и n типов. Металлический затвор З надёжно изолирован от канала диэлектриком D. В качестве диэлектрика используются окись кремния. В этом случае транзистор называют МОП-транзистор. Сток С и исток И изготовлены из полупроводника типа n. От основного полупроводника р-типа сделан дополнительный отвод, называемый подложкой.

Пусть напряжение питания Е_си > 0. При нулевом потенциале на затворе, ток между стоком и истоком практически равен нулю, т.к. при данной полярности переход между стоком и каналом (подложкой) будет закрыт. При подаче на затвор небольшого положительного потенциала Е_зи из канала к затвору начинают дрейфовать не основные носители – электроны. В приповерхностном слое над затвором образуется n-область, которая хорошо пропускает ток от стока к истоку. Такие транзисторы называются МОП-транзистор с индуцированным каналом.

Если область n под затвором создана при изготовлении транзистора. То он называется МОП-транзистором со встроенным каналом. Встроенный канал пропускает ток при нулевом напряжении на затворе, а ток стока управляется и(+) и (–).

У МОП-транзистора выходные ВАХ аналогичны характеристикам транзистора с управляющим р-n переходом, но, как правило, у них больше крутизна S , а также более чем на порядок больше входное сопротивление R_зи.