Характеристики и параметры полевых МДП-транзисторов с индуцированным каналом

Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный

университет телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Отчёт

по лабораторной работе №4

«ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ПОЛЕВЫХ МДП-ТРАНЗИСТОРОВ С индуцированным каналом»

Дисциплина - «Электроника»

Выполнил: студент гр. АЕ-81

Пролубников Д.Е.

Проверил: Удинцева О. М.

Екатеринбург 2010г.

1. Цель работы

Исследование статических характеристик полевого мдп-транзистора с индуцированным каналом и определение его основных параметров.

. Схема проведения измерений

. Таблицы с результатами измерений

UСИ=30 В;

UЗИпоп=1,96 В;

IС=1,112 мА.

IC=f(UCИ)

Таблица 1

UЗИ ВIС мА1,96 2,10 2,50 3,00 3,50 3,80 3,901,112 4,462 24,99 70,05 132,7 177,5 200,1

Таблица 2.

UЗИ В. UСИ В.2,83,23,64,0000000,535,1748,8759,9769,16149,5881,14106,4127,01,549,7093,19136,6171,6249,7093,19147,1200,31049,7093,19147,1210,03049,7093,19147,1210,06049,7093,19147,1210,0СИ=30 В;IC=100 мА

UЗИ=3,255 В;

Пои увеличении на 10% UЗИ, получим:

UЗИ=3,333 В;IC=110 мА.

? IC=10 мА.? UЗИ=0,078 В

= = 128 мСим

4. Графики передаточных и выходных характеристик

. Контрольные вопросы

транзистор крутизна сопротивление выходной

Полевые транзисторы, имеющие структуру металл-диэлектрик-полупроводник, называют МДП-транзисторами. В частном случае. когда в качестве диэлектрика используют оксид, МДП-транзисторы называют также МОП-транзисторами.

Существует две разновидности МДП-транзисторов: транзисторы с индуцированным каналом, в которых канал образуется под воздействием внешнего напряжения, и транзисторы со встроенным каналом, в которых канал формируется при изготовлении транзисторов.

За основу транзистора берётся пластина слаболегированного кремния p-типа, в приповерхностном слое которой методами диффузии или ионной имплантации формируют сильнолегированные области n+-типа. Каждая из этих областей может использоваться как исток или как сток транзистора. Затем на поверхности пластины формируют тонкий (меньше 0,1 мкм) слой диэлектрика. Далее над областями n+ типа в диэлектрике вскрывают окна и выполняют омические контакты, которые будут выводами стока и истока. Одновременно с этим формируется затвор транзистора.

Рассмотрим принцип действия МДП-транзистора с индуцированным каналом. Пусть напряжение UЗИ=0. Если между истоком и стоком включить источник напряжения, то в цепи стока будет протекать незначительный ток обратное смещенного p-n-перехода, образованного п -областью стока и подложкой. Если на затвор подать отрицательное напряжение, то поверхностный слой обогатится дырками, но это не повлияет на ток стока.

Подадим на затвор положительное напряжение, которое будем увеличивать. При положительном напряжении на затворе электроны из p-полупроводника будут притягиваться к поверхности под затвором. Эти электроны будут рекомбинировать с дырками, и в приповерхностном слое образуется обеднённый слой, представляющий собой объемный заряд отрицательных ионов акцепторной примеси. При дальнейшем увеличении положительного напряжения на затворе концентрация электронов в приповерхностном слое превысит концентрацию дырок, т. е. произойдет инверсия типа проводимости приповерхностного слоя. После образования под затвором проводящего канала n-типа появится ток стока, значение которого будет зависеть от напряжения на затворе.

Канал, отсутствующий в равновесном состоянии и образующийся под воздействием внешнего напряжения, называют индуцированным. Напряжение на затворе, при котором образуется канал, называют пороговым напряжением и обозначают UЗИпор.

Рассмотрим выходные статические характеристики МДП-транзистора с индуцированным каналом. Пусть к затвору приложено напряжение выше порогового. При малых напряжениях сток-исток ДМП-транзистор ведет себя как линейный резистор, сопротивление которого обратно пропорционально напряжению затвор-исток. По мере роста напряжения сток-исток напряжение между затвором и подложкой будет убывать в направлении к стоку. Соответственно будет уменьшаться и проводимость канала, что приведет замедлению роста тока стока.

При напряжении UСИ= UЗИ - UЗИпор при котором у стокового конца затвора напряжение между затвором и подложкой станет равным пороговому, обедненный слой выйдет к поверхности полупроводника и канал перекроется. Это напряжение называют напряжением насыщения. Дальнейшее увеличение напряжения сток-исток будет сопровождаться ростом длины перекрытой части канала (эффект модуляции канала) и ток стока будет лишь незначительно возрастать.

Рассмотрим передаточные статические характеристики МДП- транзисторов. При напряжениях сток-исток, соответствующих пологовой области выходных характеристик (режим насыщения), передаточные характеристики почти квадратичны При малых напряжениях сток-исток, соответствующих крутой области входных характеристик, передаточные характеристики практически линейны.

МДП-транзисторы характеризуются теми же малосигнальными параметрами, что и полевые транзисторы с управляющим переходом: крутизной S, дифференциальным сопротивлением сток-исток rСИ и коэффициентом усиления µ.

Вывод: В данной лабораторной работе мы исследовали статические характеристики дмп-транзисторов с индуцированным каналом и определили их основные параметры путём снятия передаточной характеристики, снятия семейства выходных характеристик, определили крутизну транзистора.

Больше работ по теме: