Лекция 9 Полевой транзистор с управляющим p-n переходом, режимы работы, вах.

Цель обучающая:

1. Усвоение обучающимися знаний по теме урока.

Цель развивающая:

1. Развитие аналитического, синтезирующего и абстрактного мышления, умений применять знания на практике.

2. Развитие умений учебного труда, инициативы, уверенности в своих силах.

3. Развитие умений действовать самостоятельно.

Цель воспитательная

1. Стремиться воспитать чувство аккуратности.

2. Способствовать воспитанию чувства гордости за избранную профессию.

3. Умению управлять эмоциями, бережного отношения друг к другу.

Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления

Средства обучения: Вербальные: голос, речь, учебная литература, проектор.

Ход урока

1. Организационный момент:

   1. Проверка состояния аудитории, внешнего вида студентов.

   2. Наличие бейджей, учебных принадлежностей: ручки, тетради.

   3. Присутствие студентов на занятии.

2. Опрос или тестирование.

3. Выдача нового материала:

   1. С.

4. Закрепление.

5. Домашнее задание.

6. Итог урока (Рефлексия). Проверка выполнения работы. Выставление оценок.

Схемы включения транзистора

Для полевого транзистора выделяют три схемы включения:

1. Схема с общим затвором (ОЗ)

2. Схема с общим стоком (ОС)

3. Схема с общим истоком (ОИ)

Схема с общим истоком

Рисунок Схема с общим истоком

Выходные (стоковые) характеристики. Выходной характеристикой называют зависимость вида

Где некоторая функция.

Стокозатворные характеристики (характеристика передачи, передаточные, переходные, проходные характеристики). Стокозатворной характеристикой называют зависимость вида

Где некоторая функция.

Инверсное включение полевого транзистора.

Полевой транзистор как и биполярный может работать в инверсном режиме. При этом роль истока играет сток, а роль стока – исток.

Частотные (динамические) свойства транзистора.

В полевом транзисторе, в отличии от биполярного отсутствует инжекция неосновных носителей и их перемещение по каналу и поэтому динамические свойства оказывают паразитные емкости между выводами и паразитные индуктивности выводов.

• Входная емкость - это емкость между затвором и истоком при коротком замыкании по переменному току выходной цепи;

• Проходная емкость – это емкость между затвором и стоком при разомкнутой по переменному току входной цепи;

• Выходная емкость – это емкость между истоком и стоком при коротком замыкании по переменному току входной цепи;

Лекция 10 Разновидности мдп транзисторов. Схемы включения. Применение.

Цель обучающая:

1. Усвоение обучающимися знаний по теме урока.

Цель развивающая:

1. Развитие аналитического, синтезирующего и абстрактного мышления, умений применять знания на практике.

2. Развитие умений учебного труда, инициативы, уверенности в своих силах.

3. Развитие умений действовать самостоятельно.

Цель воспитательная

1. Стремиться воспитать чувство аккуратности.

2. Способствовать воспитанию чувства гордости за избранную профессию.

3. Умению управлять эмоциями, бережного отношения друг к другу.

Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления

Средства обучения: Вербальные: голос, речь, учебная литература, проектор.

Ход урока

1. Организационный момент:

   1. Проверка состояния аудитории, внешнего вида студентов.

   2. Наличие бейджей, учебных принадлежностей: ручки, тетради.

   3. Присутствие студентов на занятии.

2. Опрос или тестирование.

3. Выдача нового материала:

   1. Основные типы гидравлических датчиков.

   2. Основные типы пневматических датчиков.

4. Закрепление.

5. Домашнее задание.

6. Итог урока (Рефлексия). Проверка выполнения работы. Выставление оценок.

МДП транзистор – это транзистор у которого затвор отделен от полупроводника слоем диэлектрика

МДП транзисторы характеризуются очень большим входным сопротивлением.

МДП транзисторы делят на два типа:

1. Со встроенным (собственным) каналом (транзистор обедненного типа) – до подачи напряжения на затвор имеется канал, соединяющий исток и сток

2. Транзистор с индуцированным каналом (транзистор обогащенного типа) – канал между истоком и стоком отсутствует.

МДП транзистор со встроенным каналом

Канал может иметь проводимость как р-типа, так и n-типа

Рисунок Схематическое изображение структуры транзистора с каналом p-типа

Рисунок Условное графическое изображение транзистора с каналом p-типа

Данный транзистор может работать в двух режимах: обеднение и обогащение.

Режиму обеднения соответствует положительное напряжение . При увеличении этого напряжения концентрация дырок в канале уменьшается, что приводит к уменьшения тока стока.

Режиму обеднения соответствует отрицательное напряжение . При этом чем больше модуль указанного напряжения, тем больше проводимость канала и тем больше ток стока.

Если напряжение больше напряжения отсечки, то есть если, то канал отсутствует и ток между истоком и стоком равен нулю.

Схема включения транзистора:

Рисунок Схема включения транзистора

На ток стока влияет не только напряжение , но и напряжение между подложкой и истоком . Однако управление по затвору всегда предпочтительнее, так как при этом входные токи намного меньше. Кроме того наличие напряжения на подложке уменьшает крутизну.

Подложка образует с истоком, стоком и каналом p-n переход.

МДП транзистор с индуцированным (наведенным) каналом.

Канал может иметь проводимость как р-типа, так и n-типа

Рисунок Схематическое изображение структуры транзистора с каналом p-типа

Рисунок Условное графическое изображение транзистора с каналом p-типа

При нулевом напряжении канал отсутствует и ток стока равен нулю. Транзистор может работать только в режиме обогащения, которому соответствует отрицательное напряжение . При этом.

Если выполняется неравенство , где-пороговое напряжение, то между истоком и стоком возникает каналp-типа, по которому может протекать ток. Канал p-возникает из-за того, что концентрация дырок под затвором увеличивается, а концентрация электронов уменьшается, в результате чего концентрация дырок оказывается больше концетрации электронов. Это явление изменения типа проводимости называют инверсией типа проводимости, а слой полупроводника в котором он имеет место – инверсным. Непосредственно под инверсным слоем образуется слой, обедненный подвижными носителями заряда. Инверсный слой значительно тоньше обедненного, а толщина обедненного слоя больше в 10 и более раз.

Схема включения транзистора

Применение МДП транзисторов

Ячейка памяти на основе полевого транзистора с изолированным затвором (флеш-память)

Рисунок Упрощенная структура ячейки флеш-памяти.

Слои полупроводника, обозначенные через n+, имеют повышенную концентрацию атомов-доноров. Изоляция затворов для упрощения рисунка не показана. Структура ячейки в некотором отношении подобна структуре МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа.

Один из затворов называют плавающим, так как он гальванически не связан с электродами прибора и его потенциал изменяется в зависимости от заряда на нем («плавающий» потенциал).

При записи информации в ячейку памяти электроны из истокатуннелируют через тонкий слой изолирующего окисла кремния (толщиной около м)

Полупроводниковые приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Прибор с зарядовой связью имеет большое число расположенных на малом расстоянии затворов и соответствующих им структур металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Изобразим упрощенную структуру прибора с зарядовой связью.

Рисунок – Структура прибора с зарядовой связью.

При отрицательном напряжении на некотором затворе скапливаются дырки, совокупность которых называется пакетом. Пакеты образуются из дырок, инжектированных истоком или возникающих в результате генерации пар электрон-дырка при поглощении оптического излучения. При соответствующем изменении напряжений на затворах пакеты перемещаются от истока к стоку.

Приборы с зарядовой связью испрользуются:

• В запоминающих устройствах ЭВМ;

• В устройствах преобразования световых (оптических) сигналов в электрические.

Лабораторная работа №1 – 6 часов

Лабораторная работа №2 – 2 часа

Лабораторная работа №3 – 4 часа