11.2.3 МДН - транзистори із вбудованим каналом

У МДН - транзисторах із вбудованим каналом канал створюється конструктивно, на стадії виготовлення, а не виникає внаслідок інверсії типу електропровідності приповерхневого шару, як у транзисторах з індукованим каналом. Тому в таких транзисторах при нульовій напрузі на затворі і при напрузі між стоком та витоком, відмінній від нуля, через канал проходить деякий струм, який називають  початковим струмом стоку  (рисунок 11.15).

        а)                                       б)                                         в)

Рисунок 11.15Будова МДН - транзистора із вбудованим каналом

 

У МДН – транзисторах з вбудованим каналом p - типу  збільшення негативної напруги на затворі приводить до розширення каналу і збільшення струму стоку (рисунок 11.15, б). Збільшення на затворі такого транзистора позитивної напруги (рисунок 11.15, в) спричиняє надходження електронів з товщі напівпровідника до приповерхневого шару. Ширина каналу, його електропровідність, а також струм стоку зменшують.

                При деякій позитивній напрузі на затворі () відбувається інверсія типу провідності каналу, і області стоку й витоку розділяються областю n - типу. Струм стоку зменшується до значення зворотного струму p-nпереходу.

                Режим роботи транзистора, коли збільшення напруги  за модулем приводить до зменшення струму стоку, називають  режимом збіднення. Оскільки лише МДН – транзистори з вбудованим каналом, крім режиму збагачення, мають ще й режим збіднення, то їх називають польовими транзисторами збідненого типу.

                Статичні характеристики МДН – транзистора з вбудованим каналом типу наведені на рисунку 11.16.

                           а)                       б)                                   в)

 Рисунок 11.16Статичні характеристики МДН - транзисторів з вбудованим p - каналом: а) стокозатворні; б) стокові;

                             в) схемні позначення

 

Вигляд їх подібний до вигляду характеристик інших польових транзисторів. Однак ці характеристики, на відміну від попередніх, мають область позитивних затворних напруг (область збіднення) і область негативних затворних напруг (область збагачення).

                Переваги польових транзисторів – високий вхідний опір і, як наслідок, дуже мале споживання енергії в керувальному  колі, високий  порівняно з БТ коефіцієнт підсилення потужності більше, ніж ПТУП, властиві МДН – транзисторам. Та обставина, що металевий затвор в цих приладах ізольований від напівпровідникової підкладки тонким шаром діелектрика, зумовлює те, що вхідний опір МДН – транзисторів у десятки – сотні разів вищий, ніж у ПТУП, і досягає десятків мегаомів, тобто затворний струм  не перевищує одиниць наноамперів. До того ж, ця властивість польових транзисторів з ізольованим затвором зумовлює збільшення перешкодостійкості і надійності роботи електронних схем, у яких вони використовуються. Проте у таких приладів є суттєвий недолік. Відомо, що шар діелектрика завтовшки 1 мкм пробивається напругою 500 – 600 В. У МДН - транзисторах ізолювальна  плівка має товщину 0.1 – 0.15 мкм, і тому її пробивна напруга не перевищує кількох десятків вольтів. Унаслідок цього МДН – транзистори є дуже чутливими до статичної електрики, навіть до тої, що накопичується на людському тілі. Тому в довідниках рекомендовано паяння і згинання виводів цих транзисторів здійснювати не ближче 3 мм від корпусу. Під час транспортування, зберігання і монтажу виводи приладів повинні закорочуватись, а руки оператора і паяльник потрібно заземляти.

                Прикладами МДН – транзисторів із вбудованим каналом є малопотужні прилади: КП 305, КП 306, КП 313. Всі ці транзистори високочастотні і тому мають провідність каналу n - типу. До потужних МДН - транзисторів із вбудованим n - каналом належать транзистори КП 901.