6.3.6.Уніполярні транзистори

6.3.6.1. Будова уніполярного транзистора

Уніполярними або польовими транзисторами називаються напівпровідникові пристрої, в яких струм регулюється зміною провідності провідного каналу за допомогою електричного поля, перпендикулярного напряму струму. Обидві назви цих транзисторів достатньо точно відображають їх основні особливості: проходження струму в каналі обумовлено тільки одним типом зарядів, і керування струмом каналу здійснюється за допомогою електричного поля.

Електроди, які підключені до каналу, називаються стоком (С) та витоком (В), а керуючий електрод називається затвором (З). Напруга керування, яка створює поле в каналі, прикладається між затвором та витоком. В залежності від виконання затвору уніполярні транзистори поділяються на дві групи: з керуючим р-n-переходом та з ізольований затвором. Принцип роботи обох різновидів однакова.

Побудова польового транзистора з ізольованим затвором (ПТІЗ) наведена на рис.6.22,а, а польового транзистора з керуючим переходом (ПТКП) – на рис.6.22,б.

В польових транзисторах з ізольованим затвором електрод затвору ізольований від напівпровідникового каналу за допомогою шару діелектрика з двоокису кремнію SiO₂. Електроди стоку та витоку розташовуються по обидві боки затвору і мають контакт з напівпровідниковим каналом. Струм втрати затвору нехтовно малий навіть при підвищених температурах. Напівпровідниковий канал може бути збіднений носіями зарядів або збагачений ними. При збідненому каналі електричне поле затвору підвищує його провідність, тому канал називається індукованим. Якщо канал збагачений носіями зарядів, то він називається вбудованим. Електричне поле затвору в цьому випадку призводить до збіднення каналу носіями каналу.

Провідність каналу може бути електронною або дірковою. Якщо канал має електронну провідність, то він називається n-каналом. Канали з дірковою провідністю називаються р-каналами. В результаті польові транзистори з ізольованим затвором можуть бути 4 - х типів: з каналом n- або р-типів, кожен з яких може мати індукований або вбудований канал. Умовні схематичні зображення транзисторів з ізольованим затвором наведені на рис.6.23.

Графічне позначення транзисторів несе в собі максимальну інформацію про його будову. Канал транзистора зображується вертикальною штриховою або суцільною лінією. Штрихова лінія означає індукований канал, а суцільна вбудований. Виток та стік діють як невипрямляючі контакти, тому зображаються під прямим кутом до каналу. Підкладка зображається як електрод зі стрілкою, напрям якої вказує тип провідності каналу. Затвор зображується вертикальною лінією, паралельною каналу. Вивід затвору звернений до електроду витоку.

Будова польового транзистора з керуючим р-n- переходом наведена на рис.6.2,б. В такому транзисторі затвор виконаний у вигляді зворотно зміщеного р-n-переходу. Зміна зворотної напруги на затворі дозволяє регулювати струм в каналі. На рис.6.22,б наведений польовий транзистор з каналом р-типу та затвором, виконаним з областей n-типу. Збільшення зворотної напруги на затворі призводить до зниження провідності каналу, тому польові транзистори з керуючим р-n-переходом працюють тільки на збіднення каналу носіями каналу.

Умовне схематичне зображення польових транзисторів з керуючим р-n - переходом наведено на рис. 6.24. Так як ПТКП можуть працювати тільки зі збідненням каналу, то наявність вбудованого каналу показана на цьому

зображенні суцільною лінією, яка має контакти з електродами стоку та витоку. Напрям стрілки на виході затвору вказує тип провідності каналу.