Полевые транзисторы с изолированным затвором обогащенного типа

МОП транзисторы обедненного типа являются открытыми в нормальном состоянии. Это означает, что они имеют заметный ток стока при напряже­нии затвор-исток, равном нулю. Это полезно во мно­гих приложениях. Но полезно также иметь устрой­ство, которое в нормальном состоянии закрыто, т. е. устройство, которое проводит ток только тогда, ког­да приложено напряжение Е_ЗИ соответствующей величины.

На рис. 11.29 изображен МОП транзистор, кото­рый работает как устройство, закрытое в нормаль­ном состоянии. Он подобен МОП транзистору обед­ненного типа, но не имеет проводящего канала.

рис. 11.29

Вместо этого в подложку внедрены раздельные области стока и истока. На рисунке показана под­ложка n-типа и области стока и истока р-типа. Мо­жет быть также использована и обратная конфигу­рация. Расположение выводов такое же, как и у МОП транзистора обедненного типа.

МОП транзистор с р-каналом обогащенного типа должен быть смещен таким образом, чтобы на сто­ке был отрицательный потенциал по отношению к истоку. Когда к транзистору приложено только напряжение сток-исток (Е_си), ток стока отсутству­ет. Это обусловлено отсутствием проводящего кана­ла между истоком и стоком. Когда на затвор пода­ется отрицательный потенциал по отношению к ис­току, дырки подтягиваются по направлению к зат­вору, где они создают канал р-типа, который позво­ляет протекать току от стока к истоку. При увели­чении отрицательного напряжения на затворе раз­мер канала увеличивается, что позволяет увеличить­ся и току стока. Увеличение напряжения на затво­ре позволяет увеличить ток стока.

Потенциал затвора МОП транзистора с р-каналом обогащенного типа может быть сделан положитель­ным по отношению к истоку, и это не повлияет на работу транзистора. Ток стока в нормальном состо­янии равен нулю и не может быть уменьшен пода­чей положительного потенциала на затвор.

Схематическое обозначение МОП транзистора с p-каналом обогащенного типа показано на рис. 11.30.

Рис. 11.30

Оно аналогично обозначению МОП транзистора с р-каналом обедненного типа, за исключением того, что области истока, стока и подложки разделены пунктирной линией. Это показывает, что транзис­тор в нормальном состоянии закрыт. Стрелка, на­правленная от подложки, обозначает канал р-типа.

МОП транзистор с р-каналом обогащенного типа с правильно поданными напряжениями смещения показан на рис. 11.31. Заметим, что Е_си делает сток МОП транзистора отрицательным по отношению к истоку. Е_зи также делает затвор отрицательным по отношению к истоку.

Заметный ток стока появляется только тогда, ког­да Е_3и увеличивается и на затвор подается отрица­тельный потенциал. Подложка обычно соединяется с истоком, но в отдельных случаях подложка и ис­ток могут иметь различные потенциалы.

МОП транзисторы могут быть изготовлены с n-каналом обогащенного типа. Эти устройства работают с положительным напряжением на затворе так, что электроны притягиваются по направлению к затвору и образуют канал n-типа. В остальном они работают так же, как и устройства с каналом р-типа.

Рис. 11.31

Схематическое обозначение МОП транзистора с n-каналом обогащенного типа показано на рис. 11.32. Оно аналогично обозначению устройства с p-каналом за исключением того, что стрелка на­правлена к подложке, обозначая канал n-типа. МОП транзистор с n-каналом обогащенного типа с пра­вильно поданными напряжениями смещения по­казан на рис. 11.33.

рис. 11.32 рис. 11.33

МОП транзисторы с изолированным затвором обычно симметричны, как и полевые транзисторы с p-n-переходом. Следовательно, сток и исток обычно можно поменять местами.

Особенности работы с МОП транзисторами

При работе с МОП транзисторами необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Важ­но проверить по данным производителя максималь­ное значение Е_ЗИ. Если Е_ЗИ будет слишком большим, то тонкий изолирующий слой разрушится и выве­дет транзистор из строя. Изолирующий слой доста­точно чувствителен и может быть поврежден стати­ческим зарядом, появляющимся на выводах тран­зистора. Электростатические заряды с пальцев мо­гут перейти на выводы МОП транзистора, когда вы касаетесь его руками или при монтаже.

Для того чтобы избежать повреждения, МОП тран­зисторы обычно поставляются с соединенными вме­сте выводами. Закорачивание осуществляется сле­дующими методами: соединение выводом проволо­кой, упаковка транзистора в закорачивающее коль­цо, запрессовка транзистора в проводящую пену, со­единение нескольких транзисторов вместе, транс­портировка в антистатических трубках и заворачи­вание транзисторов в металлическую фольгу.

Новейшие МОП транзисторы защищены с помо­щью стабилитронов, включенных внутри транзис­тора между затвором и истоком. Диоды защищают от статических разрядов и переходных процессов и избавляют от необходимости использования вне­шних закорачивающих устройств. В электронике пе­реходным, процессом называется временное измене­ние тока, вызванное изменением нагрузки, вклю­чением или выключением источника тока или им­пульсным сигналом.

С незащищенными МОП транзисторами можно без опаски работать при соблюдении следующих про­цедур:

1. До установки в цепь выводы транзистора дол­жны быть соединены вместе.

2. Рука, которой вы будете брать транзистор, дол­жна быть заземлена с помощью металлического брас­лета на запястье.

3. Жало паяльника должно быть заземлено.

4. МОП транзистор никогда не должен вставлять­ся в цепь или удаляться из цепи при включенном питании.

Оптоэлектронные устройства

Полупроводники вообще, и полупроводниковые диоды в частности, широко используются в оптоэлектронике в качестве устройств, взаимодейству­ющих с электромагнитным излучением (световой энергией) в видимом, инфракрасном и ультрафио­летовом диапазонах.

Существуют три типа устройств, которые взаи­модействуют со светом:

• устройства для регистрации света,

• устройства для преобразования света,

• светоизлучающие устройства.

Полупроводниковый материал и использованная техника легирования определяют длину световой волны для каждого конкретного устройства.