Транзисторы с p-n переходом.

и – исток (эмиттер)

з - затвор (база)

с – сток (коллектор)

1 - область истока

2 – область стока

3 – область затвора

4 – диффузионный (эпитаксиальный) верхний слой, в виде кармана

5 – подложка

6 – металлический контакт, нанесенный на тыльную часть подложки

Транзисторы, управляемые с помощью p-n перехода или барьера Шоттки

В подложке создается диффузией либо эпитаксией специальная легированная область, называемая карман. Затем в этой области последующей операцией диффундирования образуют более высоколегированную область того же типа под истоком и стоком и более высоколегированную область противоположного типа, чем карман, под затвором.

Между истоком и стоком образуется канал проводимости. Он имеет определенную толщину 1,3 мкм и длину 3-10 мкм. Тип проводимости канала определяется типом проводимости кармана.

На всех электродах В ПТ, управляемых p-n переходом, подложка обычно соединена с затвором и изменение проводимости канала между истоком и стоком осуществляется под действием напряжения, приложенного к p-n переходам верхнего низкоомного затвора П1 и нижнего высокоомного перехода П2.

При отсутствии напряжения на электродах транзистора образуются запирающие слои одинаковой толщины по всей поверхности канала. В ПТ существует между истоком и стоком канал n- типа. Толщины обедненных слоев p-n перехода имеют минимальные величины, определяемые контактной разностью потенциалов между областями n и p- типов проводимости.

При приложении напряжения к стоку и при напряжении на затворе по каналу протечет ток, созданный основными носителями зарядов (дырками). Ток стока растет пропорционально напряжению. Увеличение напряжения ведет к увеличению потенциалов между каналом и затвором. А это приводит к увеличению толщины ЗС p-n переходов.

Т.к. канал имеет распределение сопротивлений, то обратный потенциал у стока будет больше, чем у истока, и поэтому толщины ЗС будут max у стока, а min у истока. При некотором обедненные слои смыкаются вблизи стока и наступает момент, называемый перекрытием канала соответствующий напряжению в истоке – напряжение насыщения .

Дальнейшее увеличение не приводит к росту . При этом увеличивается лишь напряженность поля в ЗС, и точка смыкания будет сдвигаться в сторону истока. При работе транзистора в режиме насыщения вблизи стока существует узкая проводящая область, в которой плотность тока и электрическое поле велики.

Явление переноса в этой области от точки смыкания ЗС до стока подобна инжекции носителей зарядов Э БТ в обедненную область обратно смещению коллекторного перехода. Запирающее напряжение увеличивает начальную толщину обедненных слоев, уменьшая исходную проводимость сечения канала, поэтому при соответственном действии напряжения затвора и истока перекрытие канала и насыщение наступает при различных напряжениях на стоке. Чем больше , тем меньше , при котором наступает перекрытие канала.

На семействе характеристик можно выделить:

· Линейная область, в которой изменения тока стока пропорционально изменениям

· Область насыщения, в которой ток стока слабо зависит

· Область пробоя, где ток стока резко возрастает при малом изменении