14.3.4. Типы и устройство полевых транзисторов

Полевые, или униполярные, транзисторы в качестве основного физического принципа используют эффект поля. В отличие от биполярных транзисторов, у которых оба типа носителей, как основные, так и неосновные, являются ответственными за транзисторный эффект, в полевых транзисторах для реализации транзисторного эффекта используется только один тип носителей. По этой причине полевые транзисторы называют униполярными. В зависимости от условий реализации эффекта поля полевые транзисторы делятся на два класса: полевые транзисторы с изолированным затвором и полевые транзисторы с затвором в виде p‑n перехода.

К полевым транзисторам с изолированным затвором относятся МДП‑транзисторы, МНОП‑элементы памяти, МДП‑транзисторы с плавающим затвором, приборы с зарядовой связью (ПЗС‑структуры), МДП‑фотоприемники. К полевым транзисторам с затвором в виде p‑n перехода относятся транзисторы с затвором в виде барьера Шоттки, с затвором в виде обычного p‑n перехода и с затвором в виде гетероперехода. Отметим, что в качестве дискретных элементов разработаны и имеют применение МДП‑транзисторы и транзисторы с затвором в виде обычного p‑n перехода. Остальные типы полевых транзисторов применяются только в интегральном исполнении как фрагменты интегральных схем [37, 14].

Рассмотрим на примере МДП‑транзистора основные элементы структуры полевых транзисторов. На рис. 14.24 приведена топология МДП‑транзистора [42].

 

Рис. 14.24. Топология и основные элементы МДП‑транзистора

Термин «МДП‑транзистор» используется для обозначения полевых транзисторов, в которых управляющий электрод – затвор – отделен от активной области полевого транзистора диэлектрической прослойкой – изолятором. Основным элементом для этих транзисторов является структура металл – диэлектрик – полупроводник. По этой причине в названии транзистора используется аббревиатура МДП. Монокристаллический полупроводник n‑ или p‑типа, на котором изготавливается МДП‑транзистор, получил название подложки. Две сильнолегированных области противоположного с подложкой типа проводимости получили название исток и сток. Область полупроводниковой подложки, находящаяся под затвором между истоком и стоком, называется каналом. Диэлектрический слой, находящийся между затвором и каналом, получил название подзатворного диэлектрика. В качестве полупроводниковой подложки в большинстве МДП‑транзисторов используется кремний, а в качестве подзатворного диэлектрика – двуокись кремния. По этой причине как синоним для МДП транзисторов используется термин «МОП‑транзистор». Канал в МДП‑транзисторах может быть как индуцированным, так и встроенным.