Принцип действия МДП-транзистора

Реферат

По теме:

Транзистор

 

Выполнил: С. Андрей, 2ПР-1.

Понятие транзистора

 

Транзистор (от англ. transfеr — переносить и резистор), полупроводниковый прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненный на основе монокристаллического полупроводника (преимущественно Si или Ge), содержащего не менее трех областей с различной — электронной (n) и дырочной (p) — проводимостью. Изобретен в 1948 американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж. Бардином. По физической структуре и механизму управления током различают транзисторы биполярные (чаще называют просто транзисторами) и униполярные (чаще называют полевыми транзисторами). Во-первых, содержащих два или более электронно-дырочных перехода, носителями заряда служат как электроны, так и дырки, во вторых — либо электроны, либо дырки. Термин «транзистор» нередко используют для обозначения портативных радиовещательных приемников на полупроводниковых приборах.

 

Принцип действия МДП-транзистора

 

Физической основой работы МДП транзистора является эффект поля, который состоит в изменении концентрации свободных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника под действием внешнего электрического поля.

 

Рис.1. Зонная диаграмма МДП-структуры. а) обогащение, V_g>0, s>0; б) обеднение, V_g<0,  s<0,| s|<| 0|; в) инверсия, V_g<<0,  s<0,| 0|<| s|<|2 0| -слабая инверсия,| s|>|20|-сильная инверсия.

 

Ток в канале МДП-транзистора, изготовленного на подложке n-типа, обусловлен свободными дырками, концентрация которых r. Электрическое поле Еy обсловлено напряжением между стоком и истоком Vd. Согласно закону Ома плотность тока канала

 

(1)

 

где q-заряд электрона, m p-подвижность и p(x)-концентрация дырок в канале,. Проинтегрируем (1) по ширине Z и глубине Х канала. Тогда интеграл в левой части (1) дает полный ток канала Id, а для правой получим

 

(2)

 

Величина подинтегралом - есть полный заряд дырок Qp в канале на единицу площади. Тогда Id= Wm pQp? dV/dy (3)

Найдем величину заряда дырок Qp. Запишем уравнение электронейтральности для зарядов на единицу площади в виде

 

Qм = Qох + Qp + QB (4)

 

Рис.2. Схема МОП-транзистора. V_d=0, V_g<0.

 

Основными элементами конструкции МДП-транзистора являются:1)- две сильно легированные области противоположного с подложкой типа проводимости, сток и исток; 2) диэлектрический слой, отделяющий металлический электрод, затвор, от полупроводниковой подложки и лежащий над активной областью транзистора, инверсионным каналом, соединяющим сток и исток.