Целью данной работы: произвести исследования на компьютерной

25 

 

                                

  

1.4  сурет  –  Арнасының өткізгіштігі n-типті МДЖ-құрылымы    

  

 Бұл  төсеніште  донорлық  (немесе  акцепторлық)  қоспалар  диффузиясы 

арқылы  кұшті  легирленген,  төменгі  Омды  екі   n

+ 

-типті  аймақтар 

қалыптастырылады.  Олардың  донорлық  (Р

+ 

акцеиторлық)  қоспаларының 

үстінгі  беттік  N  концентрациясы  N  =  10

18

  –  10

20

  атом/см

3

.  Бұл  аймақтардың 

біреуі  бастау,  ал  екіншісі  құйма  деп  аталады.  Бастаумен  құйма  арасындағы 

қашықтық,  яғни  транзистор  арнасының  ұзындығы  жобамен  1-2  мкм  (ал 

ағымдағы   транзистор  арналарының  ұзындығы  мкм-ң  оннан  бір  және  оданда 

аз  бөліктерін  құрайды),  ал  пассивті  режимде  жұмыс  жасайтын,  яғни  кедергі 

қызметін атқаратын транзисторларда шамамен 15-50 мкм құрайды.     

 Кремнийден  жасалынған  төсеніштің жоғарғы  бетіне диэлектриктің (Si-

кремнийдің екілік қышқылының) жұқа изоляциялайтын қабатын жапсырады. 

Диэлектриктің  үстіне  бастаумен  құйма  аралығында  металл  қабаты 

жапсырылады.  Ол  басқарушы  электрод  немесе  бекітпе  деп  аталады. 

Диэлектрик  қабатында  тесілінген  саңлаулар  арқылы  екі  n+  аймақтарға 

металдық ұштастырулар(контактылар) жапсырылады, олардың біреуін бастау, 

ал екіншісін құйма деп атайды.   

           nМДЖ – транзистордың жұмысын қарастырайық. 

Бастау  Ба,  құйма  Қ  және  төсеніш  Төс  жерге  қосылынған  делік.  Егер 

бекітпеге  теріс мәнді кернеуді U

бб

 берсек, онда p-типті төсеніштің, бекітпенің 

металдық  пластинасына  жақын,  үстінгі  қабаты  кемтіктермен  толтырылады 

(байытылады),  сондықтан  құйма  I

қ

  токтың   мәні  өзгермейді.   Бекітпеге  оң 

кернеуді  U

бб

  берсек  және  оның  мәнін  үлкейтсек,  бекітпеге  берген  оң  мәнді 

кернеу  тудыратын  электрлік  өрістің  әсерінен   кемтіктер  төсеніштің  жоғарғы 

қабатынан  оның  төменгі  жағына  ығыстырылады,  ал  электрондар  төсеніштің 

төменгі  жағынан  бекітпеге  жақын  аймақтарға  жылжиды.  Төсеніштің,  бастау 

және  құйма  аймақтары  аралығындағы,  үстінгі  бөлігін  арна  деп  атайды. 

Мұндай  арнаны  индуцирленген,  яғни  бекітпе  өрісімен  жасалынған  деп 

айтады.  Арна  аймағында  электрондар саны  жеткілікті  дәрежеде  жинақталған 

кезде  төсеніштің  үстінгі  аймағының,  яғни  арнаның  өткізгіштігі  кемтіктіктен 

электрондыққа  өзгереді,  басқаша  айтқанда  арнаның  өткізгіштік  типі 

терістеледі.  Егер  енді  бастауға  қатысты  құймаға  оң  мәнді  кернеуді  берсек, 

26 

 

онда арна (инверсті қабат) арқылы  бастаудан құймаға қарай ток I

қ

 ағады. Бұл 

токтың мәнін бекітпедегі U

бб

 кернеу арқылы басқаруға болады.  

Жоғарыда  айтылғандар  рМДЖ-транзистор  үшінде  орынды,  бірақ 

бекітпеге  теріс  мәнді  кернеуді  беру  керек,  бұл  транзистор  арнасының 

өткізгіштігі р-типті болады. 

   

МДЖ  транзисторлар  негізіндегі  интегралды  сұлбалардың  құрылымы 

біркелкі  болып  келеді,  яғни  оларда  тек  транзисторлар  ғана  пайдалынады. 

Сондықтан  МДЖ  транзисторлар  негізіндегі  интегралды  сұлбалардың 

технологиялық жасалу әдістері жеңіл және олардың бағасы төмен. 

1.2.1  Өрісті транзисторлардың вольт-амперлік сипаттамалары. 

Өрісті 

транзисторлардың 

берілу 

вольт-амперлік 

сипаттамасы 

құйма 

 I

қ 

 

тоғының 

U

бб 

 

кернеуге 

байланысын, 

ал 

шығыс 

сипаттамалары  құйма  I

қ   

тоғының U

қб   

кернеуге, U

бб

 кернеуінің мәні тұрақты 

кезіндегі, байланысын бейнелейді. Орнатылған арнасының өткізгіштігі n-типті 

өрісті транзисторлардың берілу және шығыс вольтамперлік сипаттамалары 1.5 

суретте көрсетілген.   

  

 

а)                                                        б) 

1.5 

сурет  –  Орнатылған  арнасының  өткізгіштігі  n-типті  өрісті 

транзисторлардың берілу (а) және шығыс (б) вольт-амперлік сипаттамалары 

 

Индуцирленген  арнасының  өткізгіштігі  n-типті  МДЖ  транзистордың 

статикалық  құйма  сипаттамалары   1.5,  б  суретте  көрсетілген  сипаттамаларға 

ұқсас. Бірақ  арнасы индуцирленген өткізгіштігі n-типті МДЖ транзистордың 

ерекшелігі, ол бекітпедегі кернеу (U

бб 

= 0) нөльге тең кезде жабық, одан ток 

ақпайды  және  ол  транзистор  ашылады  тек  бекітпеге  берілетін  оң  кернеудің 

мәні    U

бб пор

 табалдырықтық кернеуге тең және одан үлкен болған кезде ғана. 

 

 

 

 

1.2.2  Өрістік транзисторлардың жалпылама сипаттамалары. 

а)  бекітпе-бастауға  тіркелген  (фиксированном)  кернеудегі  максималды 

құйма тоғы;  

ә) максималды  құйма-бастау кернеуі,  содан кейінгі тесілудің (пробой) 

дереу пайда болуы; 

27 

 

б)  ішкі  (шығыс)  кедергі.    Ол  кедергі  арнасының    айнымалы  тоғын 

(бекітпе-бастау кернеуі – тұрақты) көрсетеді;  

в)  жыраның  (крутизна)  құйма-бекітпелі  сипаттамасы.  Ол  үлкендеу 

болған  сайын,  бекітпедегі  кернеудің  өзгерісіне  қарай  транзистордың  

реакциясы анығырақ болады;  

г)  кіріс  кедергі.  Ол  қайта  араласқан  p-n    өткелінің  кедергісімен 

анықталады  және  бірге,  ондаған  МОм-ға  дейін  жетеді  (  осылайша  өрістік 

транзисторды  биполяр  транзистордан  оңай  ажыратады).  Ал,  өрістік 

транзисторлар  арасында  біріншілік    оқшауланған  бекітпе  құрылғысына 

тиесілі; 

ғ)  күшейту  коэффициенті  –  тұрақты  құйма  ток  кезіндегі  бастау-құйма 

кернеуінің өзгерісінің  бекітпе-бастау кернеу өзгерісінің қатынасына тең.   

1.2.3 Өрістік МOSFET транзисторы.  

Қазіргі  барлық  цифрлы  электроника  өрістік  МОЖ  (металл  –  оксид  – 

жартылай өткізгіш)    транзисторлардан жасалған,  ол  биполярлы  транзисторға 

қарағанда  үнемді  болып  келеді.  Кей  кезде  МОЖ  транзисторларды  МДЖ 

(металл  –  диэлектрик  –  жартылай  өткізгіш)  деп  атайды.  Бұл  транзистордың 

халықаралық  атауы  –  MOSFET  (metal-oxide-semiconductor  field  effect 

transistor). Шартты белгісі  1.6 суретте көрсетілген.  

                           

                          

 

                                       а)                                                   б) 

1.6 сурет – МДЖ өрістік MOSFET транзисторының  шартты белгіленуі   

(а), n – арналы  IRF510 өрістік  MOSFET транзисторы (б) 

 

Бұл  1.6  суреттегі  МДЖ  транзисторының  диэлектрлігінде  электрод 

(бекітпе)  орналасқан.  Белгілі  біп  токтың  (  өріс)  әсерінен    жартылай  өткізгіш 

электр  өрісін  (бастаудан  құймаға  берілген  күшейтілген  сигнал)  өткізе 

бастайды.    Күшейтілген  сигналдың  тегіс  реттелуіне  әр  түрлі  ток беріледі  де, 

бұл  процессті  жүзеге  асыратын  және  реттейтін  транзистордың  бекітпесі. 

Белгілі  бір  ток  бастауға  келеді,  ал  бекітпе  сол  токтың  азғантай  мөлшерін 

құймаға жіберілуін қамтамасыз етеді.  MOSFET транзисторы негізінде сигнал 

күшейткіші  ретінде  немесе  кернеуді  қажетті  мәнге  төмендету  үшін  түзеткіш 

ретінде  қолданылады.  Ол  сигнал  көзін  электромагниттік  тербеліс  ретінде 

қабылдап  және  түсініп,  оған  берілген  қуат  әсерінен  (қорек  көзінен  бастауға) 

сигналды  кернеу  және  қуат  бойынша  күшейтеді.  Бекітпеге  жіберілетін  аз 

қуатты сигнал, бұл жағдайда бекітпе дирижері ретінде қызмет атқарады.