Полевой транзистор с управляющим p-n переходом.

Принцип действия. Схематическое изображение строения полевого транзистора с управляющим p-n переходом дано на рис.7.20.

В пластинке кристаллического кремния с проводимостью p-типа диффузией донорной примеси через окно в слое окисла SiO₂ образована область с проводимостью n-типа. Затем в этой области диффузией акцепторной примеси образована область с проводимостью p-типа с сильным легированием. Последующими операциями в изолирующем слое окисла образованы окна для контактных электродов и с помощью металлизации созданы контакты и выводы электродов истока «И», затвора «З», стока «С» и подложки «п». Обычно подложка соединяется с истоком.

Рис.7.20

Между истоком и стоком сформирован проводящий канал n-типа. Толщина канала (обозначим ω) составляет порядка 1мкм, длина канала (L) несколько мкм, а ширина, перпендикулярная плоскости чертежа (Z) зависит от мощности транзистора. Структура полевого транзистора представлена на рис. 7.21.

Рис.7.21.

Между каналом и затвором имеет место плоскостной p-n переход. Для нормальной работы транзистора этот переход должен оставаться запертым, поэтому напряжение на затворе относительно истока для канала n-типа должно быть отрицательным или равным нулю. Глубина обедненного слоя меняется в соответствии с общим выражением (U<0).

Чем больше обратное напряжение, тем глубже обедненный слой и тем соответственно меньше толщина канала ω. Таким образом, меняя обратное напряжение на затворе, можно менять поперечное сечение канала. При наличии напряжения на стоке будет меняться ток стока, т.е. выходной ток транзистора.

Усиление мощности обеспечивается малой величиной входного тока. У полевых транзисторов входным током является обратный ток p-n перехода затвора. Для кремниевых p-n переходов небольшой площади обратный ток составляет до 10^-11А и менее.