Общие сведения. Вне зависимости от конструкторских и технологических особенностей полевые транзисторы (ПТ) включают в себя проводящий канал и четыре области с омическими

Вне зависимости от конструкторских и технологических особенностей полевые транзисторы (ПТ) включают в себя проводящий канал и четыре области с омическими контактами для подключения к внешней цепи электродов: истока, стока, затвора и подложки. Со стороны истока основные для областей истока, канала и стока свободные носители входят в канал, а со стороны стока — выходят из канала в нагрузку.

В зависимости от электропроводности истока, канала и стока транзисторы могут быть n- и p-канальными.

Затвор располагается между истоком и стоком, и с его помощью осуществляется модуляция проводимости канала. Ток в цепи, образованной проводящим каналом, нагрузкой Р_н и источником питания, изменяется в соответствии с управляющим напряжением на затворе.

В зависимости от конструкции затвора полевые транзисторы можно разбить на две группы. В первую группу включают канальные транзисторы (КТ), проводимость канала которых модулируется изменением его сечения путем расширения (сужения) ширины обедненного слоя р-n-перехода или обедненного слоя контакта металл - полупроводник (полевой транзистор с затвором Шоттки, у которого в качестве управляющей области используется диод Шоттки). Сокращенно их называют МеП-транзисторы или ПТШ.

Ко второй группе ПТ относятся транзисторы, у которых затвор представляет собой металлический электрод или сильнолегированный поликремний, изолированный от проводящего канала тонкой пленкой диэлектрика. Полевые транзисторы этой группы получили сокращенное наименование МДП (металл - диэлектрик - полупроводник) или МОП-транзисторов (металл - окисел - полупроводник), так как чаще всего в качестве диэлектрика попользуется двуокись кремния.

В обеих группах ПТ могут быть р- и n-канальные транзисторы в зависимости от типа электропроводности проводящего канала. Причем в транзисторах первой группы тип канала совпадает с типом электропроводности подложки, а во второй — противоположен ему.

В группе канальных ПТ наряду c наиболее распространенным нормально открытым транзистором, т.е. прибором, в котором проводящий канал существует при нулевом напряжении на затворе, в маломощных ВЧ-схемах нашел применение нормально закрытый ПТ, в котором канал настолько узок, что при U_з = 0 обедненный слой р-n-перехода или контакты металл - полупроводник перекрывают его и проводимость канала изменяется при уменьшении ширины обедненного слоя.

В группе MOП-транзисторов широко используются две их разновидности: МОПТ работающие в режиме обогащения и МОПТ работающие в режиме обеднения. В первом типе приборов этой группы отсутствует проводящий канал при нулевом напряжении на затворе, и транзистор открывается (начинает проводить) при напряжении на затворе, равном пороговому, при котором индуцируется канал. Второй вид МОПТ проводит при U_з = 0 и перестает проводить, когда напряжение на затворе станет равным напряжению отсечки, при котором перекрывается канал, технологически встроенный между истоком и стоком в процессе изготовления прибора или индуцированный плотностью заряда на границе кремний – окисный слой.

Не рассматривая отдельных типов ПТ, основы которых будут изложены в следующих разделах, можно отметить некоторые различия в работе биполярных и полевых транзисторов, определяющие их области использования.

Полевые транзисторы имеют большое входное сопротивление, так как они управляются или обратносмещенным р-n-переходом, или выпрямляющим контактом металл - полупроводник, или емкостью МОП-транзиcтора. Поэтому в отличие от БТ полевые транзисторы управляются напряжением (полем). В биполярных транзисторах токопрохождение обусловлено двумя видами носителей: основными и неосновными, — а у ПТ — только основными. Поэтому ПТ иногда называют униполярными приборами. Униполярностью ПТ объясняется малый уровень шумов канальных транзисторов, у которых проводящий канал находится в объеме полупроводника. И, наконец, в отличие от БТ полевой транзистор — обратимый прибор.