МОП - транзисторы

В отличие от полевых транзисторов с р-n переходом, в которых затвор имеет непосредственный электрический контакт с ближайшей областью токопроводящего канала, в МДП - транзисторах затвор изолирован от указанной области слоем диэлектрика. По этой причине МДП - транзисторы относят к классу полевых транзисторов с изолированным затвором.

Принцип действия МДП - транзисторов основан на эффекте изменения проводимости приповерхностного слоя полупроводника на границе с диэлектриком под воздействием поперечного электрического поля. Приповерхностный слой полупроводника является токопроводящим каналом этих транзисторов. МДП - транзисторы выполняют двух типов - со встроенным и индуцированным каналом.

Принципиальное различие между полевыми транзисторами с p-n -переходом и МОП – транзистором состоит в том, что на затворе последнего может быть создан положительный потенциал по отношению к истоку. Это свойство может быть использовано для увеличения тока стока МОП - транзистора.

Стоковые (выходные) характеристики полевого транзистора со встроенным каналом n-типа по виду близки к характеристикам полевого транзистора с р-n переходом.

Режим работы транзистора (Uзи), при котором происходит уменьшение концентрации заряда в канале, называют режимом обеднения.

Режим работы транзистора (Uси), при котором происходит увеличение концентрации заряда в канале, называют режимом обогащения.

В качестве затвора применяют тонкий слой алюминия AL толщиной 0,5 – 1,0 мкм, электрически изолированный от полупроводникового канала тонким слоем (толщиной 40 – 100 нм) окисла кремния SiO2. Подложка выполнена из монокристаллического кремния Si p-типа (легированного атомами бора или фосфора).

Наиболее важное свойство SiO2 состоит в том, что напряжение , приложенное к затвору, не вызывает тока между металлом и полупроводником, а лишь приводит к появлению электрического поля и поверхностных зарядов на границах алюминия и кремния (эффект «МОП - конденсатора»).