Тиегі оқшауланған өрістік транзисторлар

Тиегі оқшауланған транзисторлардың басқарушы р-п өткелі бар өрістік транзисторлардан ерекшелігі, алғашқыларындағы тиек электроды арнаның шала өткізгішті облысынан диэлектрик қабатымен оқшауланған.

Бұл транзисторлар құрылымы металл – диэлектрик – шала өткізгіш болады да қысқаша МДЖ деп аталады. Егер диэлектрик ретінде кремний оксиді пайдаланылса, оларды МОЖ-транзисторлар деп атайды. Арнаның кедергісі, сыртқы электр өрісі әсерінен шала өткізгіштің беткі қабатындағы (тиек асты) қозғалмалы тасушылар үлесінің өзгеруі себебінен өзгереді. Өріс, тиекке келтірілетін кернеумен жасалады. Тиек – бұл шала өткізгіш бетінен диэлектрлік қабаттан жұқа шелмен бөлінген, металл электрод. Шел тиекке оң немесе теріс кернеу беруге мүмкіндік береді. Тиек арқылы өтетін ток екі жағдайда да болмайды. Транзисторлар екі класқа жіктеледібөлінеді:

а) ішіне қондырылған (өткізуші) арналы;

б) индукцияланған (өткізбейтін) арналы.

6.2.1 Қондырылған арналы өрістік транзистор

Транзистордың құрылымы 6.5 -суретте келтірілген. Мұндағы р⁺ – қоспа үлесі жоғары облыс; Д – диэлектрик; Ме – металл; Б – бастау; Т – тиек.

U_қб ≠ 0 және = 0 болғанда құйма тогы I_қс ағады.

Егер <0 болса, арнаға кемтіктер тартылады – байыту режимі, I_қ тогы өседі. Ал >0 болса, кемтіктер тиектен кейін тебіледі де кедейлену режимі орын алады, I_қ тогы азаяды.

Транзистордың құйма-тиектік сипаттамалары 6.6,а-суретте келтірілген.

Транзистордың шығыс сипаттамалары 6.6,б-суретте келтірілген. Суреттерден МДЖ-транзистордың сипаттамалары унитрон сипаттамасына ұқсас екендігі көрініп тұр, бірақ Uт < 0 болғанда I_қ өседі .

6.2.2 Индукцияланған арналы транзистор

Бұл транзисторда (сурет 6.7) құрылымдық тұрғыдан анықталған арна болмайды.

U_Т =0 , болса, онда I_қ=0, өйткені құйма мен бастау арасында өткізгіштік болмайды. Мұнда қарама-қарсы қосылған екі р-п өткел болады.

U_т > 0 болғанда электрондар бетке қарай тартылады . Кедейлену режимі қолданылмайды.

U_т < 0 болғанда кемтіктер тартылып ток өтетін индукцияланған арна А пайда болады.

Индукцияланған р арналы транзистор жасалуы қарапайым болғандығына байланысты кеңінен қолданылады.

Жасалу технологиясы – литографияны, эпитаксиалды өсіру, жұқа шелдерді тозаңдандыруды пайдаланатын қоспаларды диффузиялау.

МДЖ-транзисторлар параметрлерінің кейбір типтік мәндері: сипаттаманың тіктігі S = 0,1…3 мА/В; шығыс кедергісі R_i =10⁵...10⁷ Ом; күшейту еселігі μ=1…100; кіріс кедергісі ; .

болған кезде тиектің оксидті қабаты тесіліп, транзистор толық істен шығуы мүмкін. Мұндай асқын кернеулер жоғары кіріс кедергі және төмен кіріс сыйымдылықтан туындауы мүмкін. Статикалық зарядтар аса қауіпті, олар тіпті адам қолы тиіп кеткенінен аспап тесілуі мүмкін. Сондықтан МДЖ-транзисторды дәнекерлеу кезінде дәнекерлегішті, аспапты және монтаждаушының өзін жерге жалғастыру қажет. МДЖ-транзисторды қорғау үшін тиек пен төсеніш арасына стабилитрондар енгізіледі. Бірақ бұл жағдайда кіріс кедергі басқарушы р-п өткелі бар өрістік транзистордың кіріс кедергі R_кір шамасына дейін төмендейді.

Өрістік транзисторлар ортақ тиекті (ОТ), ортақ бастаулы (ОБ) және ортақ құймалы (ОҚ) сұлба бойынша қосылады. Өрістік транзисторлардың ерекше қасиеті, басқарушы сигнал ток емес, тиек – бастау тізбегіндегі кернеу болып табылады.

Өрістік транзисторлар әртүрлі күшейткіш және ажыратып қосқыш құрылғыларда қоланылады, оларды биполюсты транзисторлармен бірге жиі пайдаланады.

Оқшауланған тиекті транзисторлардың артықшылықтары:

а) жоғары кіріс кедергісі - R_кір = (р-п өткелі бар); R_{кір мдж} = ;

б) жоғары шапшаңдық және температуралық тұрақтылық, өйткені ток негізгі тасушылардан құралады – инжекция және экстракция болмайды;

в) жасалу қарапайымдылығы және технологиясының оңайлылығы;

г) өлшемдері мен алатын орны аз;

д) функциялық мүмкіндіктері кең - резистор, конденсатор, диод ретінде пайдалануға болады – технологиялық тұрғыдан тиімді ИС;

е) кіріс және шығыс тізбектің гальваникалық ажыратылуы;

ж) арнайы ығыстырусыз жұмыс істеу мүмкіндігі (ИС ықшамдайды);

и) шу деңгейі төмен;

к) температуралық тұрақтылығы арқасында, арнайы түзетусіз параллель жұмыс істеу мүмкіндігі.

Кемшіліктері:

а) төзімділігі төмен;

б) ескіруге байланысты уақытқа тұрақтылығы төмен (диэлектриктің қасиеттері нашарлайды);

в) жұқа диэлектрик қабатының статикалық немесе келтірілген зарядпен тесілу мүмкіндігіне байланысты қауіпсіздік шараларын қабылдауды қажет етеді;

г) үлкен кіріс сыйымдылығына байланысты жиіліктік қасиеттерінің нашар­лауы.

6.1-кестеде өрістік транзисторлардың шартты графикалық белгіленулері келтірілген.

6.1 Кесте

Аспаптың атауы	Белгіленуі
Басқарушы р-п өткелі бар n-арналы өрістік транзистор

6.1 кестенің жалғасы
Басқарушы р-п өткелі бар р-арналы өрістік транзистор
Оқшауланған тиекті қондырылған n‑арналы өрістік транзистор
Оқшауланған тиекті қондырылған p‑арналы өрістік транзистор
Оқшауланған тиекті индуцирленген n‑арналы өрістік транзистор
Оқшауланған тиекті индуцирленген p‑арналы өрістік транзистор