Устройство полевого транзистора

Схема включения ПТ в цепь
К истоку подсоединяют плюс, к стоку - минус источника напряжения, к затвору - минус источника.
Сопротивление между стоком и истоком очень велико, так как стоковый р-n-переход оказывается под обратным смещением. Подача на затвор отрицательного смещения сначала приводит к образованию под затвором обедненной области, а при некотором напряжении называемом пороговым, - к образованию инверсионной области, соединяющей p-области истока и стока проводящим каналом. При напряжениях на затворе выше канал становится шире, а сопротивление сток-исток - меньше. Рассматриваемая структура является, таким образом, управляемым резистором.

Конструкция МДП-транзистора
Две основные структуры МДП транзисторов показаны на рисунке. Первая из них (рис.а) характерна наличием специально осуществленного (собственного или встроенного} канала, проводимость которого модулируется смещением на затворе. В случае канала р-типа положительный потенциал Us отталкивает дырки из канала (режим обеднения), а отрицательный - притягивает их (режим обогащения). Соответственно проводимость канала либо уменьшается, либо увеличивается по сравнению с ее значением при нулевом смещении.
Вторая структура (рис. б) характерна отсутствием структурно выраженного канала. Поэтому при нулевом смещении на затворе проводимость между истоком и стоком практически отсутствует: исток и сток образуют с подложкой встречновключенные р-п переходы. Тем более не может быть существенной проводимости между истоком и стоком при положительной полярности смещения, когда к поверхности полупроводника притягиваются дополнительные электроны. Однако при достаточно большом отрицательном смещении, когда приповерхностный слой сильно обогащается притянутыми дырками, между истоком и стоком образуется индуцированный (наведенный полем) канал, по которому может протекать ток. Значит, транзисторы с индуцированным каналом работают только в режиме обогащения. В настоящее время этот тип транзисторов имеет наибольшее распространение.

Принцип действия МДП транзисторов (распределение зарядов при нулевых
напряжениях на электродах).
Принцип работы МОП-транзистора инверсионного типа проиллюстрирован на рисунке. Для простоты полагается, что затвор отделен
от полупроводника идеальным изолятором, а влияние поверхностных ловушек не учитывается. Распределение зарядов при нулевых
напряжениях на электродах показано на рисунке а. Вблизи "+-областей, созданных диффузией для образования истока и стока,
имеются области пространственного заряда, возникшие за счет внутренней разности потенциалов на n+-р-переходах. Поскольку в
p-области электроны практически отсутствуют, сопротивление исток-сток весьма велико и соответствует сопротивлению двух
встречно включенных диодов npи нулевом смещении.
Если к затвору приложено положительное напряжение (рис 6), вблизи поверхности происходит инверсия типа проводимости, так что в этой области концентрация электронов становится достаточно высокой и сопротивление сток-исток резко уменьшается.
При подаче положительного напряжения на сток (рис. в) электроны начинают двигаться от истока к стоку по инверсионному слою. За счет падения напряжения вдоль канала нормальная составляющая поля затвора и соответственно концентрация электронов уменьшаются в направлении от истока к стоку. Толщина же обедненной области под инверсионным слоем в этом направлении увеличивается вследствие возрастания разности потенциалов между подложкой и каналом.
Когда напряжение на стоке превысит определенную величину (рис.г), происходит перекрытие канала вблизи стока, и ток через
прибор выходит на насыщение так же, как и в транзисторе с управляющим р-n переходом.

Условно-графические обозначения
Со встроенным каналом n-типа
Со встроенным каналом n-типа
С изолированным затвором обогащенного типа с p- каналом (индуцированным)
С изолированным затвором обогащенного типа с n- каналом (индуцированным)
С изолированным затвором обедненного типа с p- каналом (встроенным)
С изолированным затвором обедненного типа с n-каналом (встроенным)

Схемы включения полевого транзистора
Полевой транзистор в качестве элемента схемы представляет собой активный несимметричный четырехполюсник, у которого один из зажимов является общим для цепей входа и выхода. В зависимости от того, какой из электродов полевого транзистора подключен к общему выводу, различают схемы: с общим истоком и входом на затвор; с общим стоком и входом на затвор; с общим затвором и входом на исток. Схемы включения полевого транзистора показаны на рис. 6.
По аналогии с ламповой электроникой, где за типовую принята схема с общим катодом, для полевых транзисторов типовой является схема с общим истоком.