Полевые транзисторы с изолированным затвором обогащенного типа
МОП транзисторы обедненного типа являются открытыми в нормальном состоянии. Это означает, что они имеют заметный ток стока при напряжении затвор-исток, равном нулю. Это полезно во многих приложениях. Но полезно также иметь устройство, которое в нормальном состоянии закрыто, т. е. устройство, которое проводит ток только тогда, когда приложено напряжение ЕЗИ соответствующей величины.
На рис. 11.29 изображен МОП транзистор, который работает как устройство, закрытое в нормальном состоянии. Он подобен МОП транзистору обедненного типа, но не имеет проводящего канала.
рис. 11.29
Вместо этого в подложку внедрены раздельные области стока и истока. На рисунке показана подложка n-типа и области стока и истока р-типа. Может быть также использована и обратная конфигурация. Расположение выводов такое же, как и у МОП транзистора обедненного типа.
МОП транзистор с р-каналом обогащенного типа должен быть смещен таким образом, чтобы на стоке был отрицательный потенциал по отношению к истоку. Когда к транзистору приложено только напряжение сток-исток (Еси), ток стока отсутствует. Это обусловлено отсутствием проводящего канала между истоком и стоком. Когда на затвор подается отрицательный потенциал по отношению к истоку, дырки подтягиваются по направлению к затвору, где они создают канал р-типа, который позволяет протекать току от стока к истоку. При увеличении отрицательного напряжения на затворе размер канала увеличивается, что позволяет увеличиться и току стока. Увеличение напряжения на затворе позволяет увеличить ток стока.
Потенциал затвора МОП транзистора с р-каналом обогащенного типа может быть сделан положительным по отношению к истоку, и это не повлияет на работу транзистора. Ток стока в нормальном состоянии равен нулю и не может быть уменьшен подачей положительного потенциала на затвор.
Схематическое обозначение МОП транзистора с p-каналом обогащенного типа показано на рис. 11.30.
Рис. 11.30
Оно аналогично обозначению МОП транзистора с р-каналом обедненного типа, за исключением того, что области истока, стока и подложки разделены пунктирной линией. Это показывает, что транзистор в нормальном состоянии закрыт. Стрелка, направленная от подложки, обозначает канал р-типа.
МОП транзистор с р-каналом обогащенного типа с правильно поданными напряжениями смещения показан на рис. 11.31. Заметим, что Еси делает сток МОП транзистора отрицательным по отношению к истоку. Ези также делает затвор отрицательным по отношению к истоку.
Заметный ток стока появляется только тогда, когда Е3и увеличивается и на затвор подается отрицательный потенциал. Подложка обычно соединяется с истоком, но в отдельных случаях подложка и исток могут иметь различные потенциалы.
МОП транзисторы могут быть изготовлены с n-каналом обогащенного типа. Эти устройства работают с положительным напряжением на затворе так, что электроны притягиваются по направлению к затвору и образуют канал n-типа. В остальном они работают так же, как и устройства с каналом р-типа.
Рис. 11.31
Схематическое обозначение МОП транзистора с n-каналом обогащенного типа показано на рис. 11.32. Оно аналогично обозначению устройства с p-каналом за исключением того, что стрелка направлена к подложке, обозначая канал n-типа. МОП транзистор с n-каналом обогащенного типа с правильно поданными напряжениями смещения показан на рис. 11.33.
рис. 11.32 рис. 11.33
МОП транзисторы с изолированным затвором обычно симметричны, как и полевые транзисторы с p-n-переходом. Следовательно, сток и исток обычно можно поменять местами.
Особенности работы с МОП транзисторами
При работе с МОП транзисторами необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Важно проверить по данным производителя максимальное значение ЕЗИ. Если ЕЗИ будет слишком большим, то тонкий изолирующий слой разрушится и выведет транзистор из строя. Изолирующий слой достаточно чувствителен и может быть поврежден статическим зарядом, появляющимся на выводах транзистора. Электростатические заряды с пальцев могут перейти на выводы МОП транзистора, когда вы касаетесь его руками или при монтаже.
Для того чтобы избежать повреждения, МОП транзисторы обычно поставляются с соединенными вместе выводами. Закорачивание осуществляется следующими методами: соединение выводом проволокой, упаковка транзистора в закорачивающее кольцо, запрессовка транзистора в проводящую пену, соединение нескольких транзисторов вместе, транспортировка в антистатических трубках и заворачивание транзисторов в металлическую фольгу.
Новейшие МОП транзисторы защищены с помощью стабилитронов, включенных внутри транзистора между затвором и истоком. Диоды защищают от статических разрядов и переходных процессов и избавляют от необходимости использования внешних закорачивающих устройств. В электронике переходным, процессом называется временное изменение тока, вызванное изменением нагрузки, включением или выключением источника тока или импульсным сигналом.
С незащищенными МОП транзисторами можно без опаски работать при соблюдении следующих процедур:
1. До установки в цепь выводы транзистора должны быть соединены вместе.
2. Рука, которой вы будете брать транзистор, должна быть заземлена с помощью металлического браслета на запястье.
3. Жало паяльника должно быть заземлено.
4. МОП транзистор никогда не должен вставляться в цепь или удаляться из цепи при включенном питании.
Оптоэлектронные устройства
Полупроводники вообще, и полупроводниковые диоды в частности, широко используются в оптоэлектронике в качестве устройств, взаимодействующих с электромагнитным излучением (световой энергией) в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
Существуют три типа устройств, которые взаимодействуют со светом:
• устройства для регистрации света,
• устройства для преобразования света,
• светоизлучающие устройства.
Полупроводниковый материал и использованная техника легирования определяют длину световой волны для каждого конкретного устройства.