15-Ma’ruza. Maydoniy (unipolyar) tranzistorlar. Reja

Tuzilishi va ishlash prinsipi. n – kanali induksiyalangan MDYa – tranzistor tuzilmasi 3, a-rasmda, shartli belgilanishi esa 3,b-rasmda ko‘rsatilgan.
p– turli kremniydan iborat asos sust legirlangan bo‘lib, akseptorlar konsentratsiyasi taxminan 10¹⁵ sm^-3 ni tashkil etadi. Asos sirtida diffuziya yoki ion legirlash usullari bilan qalin-ligi 1 mkm ga yaqin n⁺ – o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan cho‘ntaksimon istok va stok sohalar hosil qilingan. Istok va stok orasidagi uzunligi L=0,1÷10 mkmni tashkil etuvchi soha kanal uzunligini tashkil etadi. Yarimo‘tkazgich sirtida qalinligi 0,05-0,1 mkmni tashkil etuvchi dielektrik (SiO₂) qatlam hosil qilingan. Dielektrik sirtiga zatvor deb ataluvchi metall elektrod o‘rnatilgan. Istok va stok sohalari bilan asos orasida ikkita n⁺- p o‘tishlar hosil bo‘ladi. MDYa tuzilmaga istok va stokni qo‘shish invers qatlam (n - kanal) hosil qilish jarayoniga keskin ta’sir etadi. O‘tishlarning kambag‘allashgan sohalari rasmda shtrixlab ko‘rsatilgan.
a) b)

3-rasm. n – kanali induksiyalangan MDYa – tranzistor tuzilmasi (a) va n – hamda p – MDYa tranzistorlarning grafik shartli belgilanishi (b).

Zatvor metalli bilan yarimo‘tkazgich orasidagi solishtirma sig‘im S₀ qanchalik katta bo‘lsa, zatvordagi U_ZI kuchlanish yarimo‘tkazgichning sirti yaqinida shunchalik ko‘p solishtirma zaryad induksiyalaydi. Natijada, zatvor bilan kanalning solishtirma sig‘imi kanal o‘tkazuvchanligining modulyatsiyalanish darajasini belgilaydi, ya’ni zatvorning boshqarish xususiyatini aniqlaydi. Shuning uchun kanal bilan zatvor hosil qilgan solishtirma sig‘im MDYa – tranzistorning muhim parametrlaridan birini tashkil etadi. U quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

, (5)
bu yerda, d – dielektrik qalinligi (3,a-rasm), – dielektrik singdiruvchanlik.
Solishtirma sig‘imni oshirish uchun dielektrik qalinligi kamaytiriladi. Bunda dielektrikning teshilishi sodir bo‘lishi mumkin.
Invers qatlam (kanal) hosil qiluvchi U_ZI kuchlanish bo‘sag‘aviy U₀ kuchlanish deb ataladi.
Boshqaruvchi kuchlanish bo‘sag‘aviy kuchlanishdan kichik (U_ZI < U₀), stok bilan istok orasida kuchlanish esa U_SI ≠ 0 bo‘lsin. Bunda kanal mavjud emas, stok n⁺- p o‘tish esa, teskari siljitilgan bo‘ladi. Shuning uchun stok zanjirida tok juda kichik, taxminan teskari siljitilgan p–n o‘tishning teskari tokiga teng bo‘ladi va MDYa – tranzistor berk rejimda ishlaydi.
Zatvordagi kuchlanish U_ZI=0 dan U_ZI ≥ U₀ gacha o‘zgarganda, yarimo‘tkazgich sirtiga yaqin qatlam n – turli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. U_ZI=U₀ bo‘lganda invers qatlamda elektronlar konsentrasiyasiga muvofiq N_A=10¹⁵ sm^-3 bo‘lganda n=10¹⁵ sm^-3ni tashkil etadi. Istok va stok sohalar yuqori legirlangan yarimo‘tkazgich bo‘lib, ularda elektronlar konsentratsiyasi n_n ≈ 10¹⁸ sm^-3 ni tashkil etadi. Ammo bu holda istok bilan kanal orasida elektr o‘tishning balandligi =0,17 eV bo‘lgan potensial barer mavjud. Shun-day bo‘lishiga qaramasdan, elektronlar uni oson yengib o‘tadi. Shuning uchun istok mavjud bo‘lganda tranzistordagi invers qatlam istokdan kanalga o‘tuvchi elektronlar bilan hosil qilinadi. Invers qatlam endi istokdan stokka injeksiyalangan elektronlarning uchib o‘tish vaqtida hosil bo‘ladi. Elektronlarning kanal-dagi dreyf tezligi , bu yerda, – kanaldagi maydon kuchlanganligining bo‘ylama tashkil etuvchisi. Natijada,
. (6)