4.4.1. Индуцирленген арнасы бар мдж-транзисторларының жұмыс істеу приципі
Индуцирленген арнасы бар МДЖ-транзистордың негізі n-өткізгішті кремнийдің монокристалы болып табылады. Мұнда екі жоғары (Р+)– концентрациялы бастау және ағын пайда болады. Жаппа диэлектрик-кремний қышқылы(0,1 – 0,2 мкм) бетіне бүрку әдісі арқылы жасалатын металдың(алюминий) жіңішке үлдірінен тұрады.
Uзи кернеуі жоқ болса, ток өткізгіш арна болмайды. Бастау мен құйма арасына кернеу берейік, «-»-ты құймаға береміз.
1. Егер кернеу Uзи=0 болса, онда құйма мен бастау арасында құйманың р-аймағы мен n-астардың арасында туындаған және кері кернеуге қосылған рn-өткелдің негізгі емес заряд тасымалдаушылардың мәнсіз кері тогы өтеді.
2. Егер құйма мен бастау арасына «-»таңбалы Uзи кернеуді жаппаға жіберсек, онда n-аумақтың(электрондар) негізгі заряд тасымалдаушылар жартылай өткізгіштің түбіне тартылады және жаппадағы теріс зарядтың компенсациясы оң ионның заряды арқылы орындалады, нәтижесінде диэлектрикпен шектескен жартылай өткізгіштің бетінде заряд тасымалдаушылардың қозғалысты кедейленген қабаты туындайды. Теріс зарядты компенсациядағы жаппада потенциалды ұлғайтсақ, онда тек оң иондар ғана емес, кемтіктер де, n-аумақтағы негізгі емес зарядтар және құйма мен бастаудың р- аумақтағы кемтіктері қатысады.
Осылайша, диэлектрикпен n-типті монокристалдың шекарасында р-типті ток өткізгіш арна пайда болады.
Инверсия–жартылай өткізгіштің беткейлік қабаты өткізгіштік типін қарама-қарсыға ауыстыратын құбылыс.
Инверсті қабат – n-аймақта пайда болатын диэлектрикпен шекарада түзілетін р-типті қабат.
Осылайша бастау (р-өткізгіштік) пен құйма (р-өткізгіштік) арасында р-өткізгішті ток өткізгіш арна пайда болды. Бұл арна электростатикалық индукция нәтижесінде түзілгендіктен, ол арна индуцирленген арна деп аталады.
Салдары: жаппадағы теріс потенциал абсолют шамасы бойынша неғұрлым көп болса, арнада соғұрлым көп заряд тасымалдаушылар пайда болады.
Байыту– арнадағы заряд тасымалдаушылар санының өсу процесі.
Кедейлену – арнадағы заряд тасымалдаушылардың санының кему процесін айтамыз.
Осылайша, оқшауланған жаппасы бар және индуцирленген арнасы бар өрістік транзисторлар тек қана байыту режимінде ғана жұмыс істей алады(4.12-сурет).
а) шығыс сипаттамалары; б) беріліс сипаттамалары
4.12-сурет. Индуцирленген арнасы бар МДЖ-транзистор
Негізгі сипаттамалары- ең алдымен шығыс сипаттамалары Ic =f(Ucи) кезінде Uзи=const (4.12, а-сурет) және беріліс сипаттамалары Ic =f(Uзи) кезінде Uси=const (4.12, б-сурет).
Iс=f([Uси) шығыс сипаттамалары басқарылатын рn-өткелдің транзисторы секілді түрге ие. Салыстырмалы кіші Uси кернеу мен оның ұлғаюы кезінде және бастаудан құймаға заряд тасымалдаушылардың орын ауыстыру жылдамдығы ұлғайған кезде Iс тогы ұлғаяды. Бір уақытта бастаудан құймаға дейін индуцирленген арнаның сығылу үрдісі жүреді(арнаның Rобщ кедергісі ұлғаяды, ал тктың өзгеру жылдамдығы азаяды, сипаттамасы сызықты емес болады).
Uси кернеуі кезінде қанығу режимі орын алады, себебі арна толықтай жабылады және үлкен кедергімен кішкене ғана қашықтық қалады, Iс кезінде Uси өсуін қамтамасыз етеді. Uзи аз мәндерінде кемтік тасымалдаушылардың саны кемиді және қанығу Uзи кернеудің аз ғана мәнінде болады.
Uзи=0 кернеуінде алынған кернеу жойылады, себебі инверсия орын алады, сәйкесінше арна кернеудің белгілі бір Uзи<0 мәнінде индуцирленеді. │Ucи│+│Uзи│>Ucи.проб кезінде рn-өткелінің тесілуі орын алады және Ic ток тез өседі.
Беріліс сипаттамасы аналогты басқарушы рn-өткелі бар өрістік транзисторлардан айырмашылық жасайды.