МОЩНЫЕ МОП-ТРАНЗИСТОРЫ

Мощные МОП (металл-окисел-полупроводник) полевые транзисторы в значительной степени отличаются от биполярных принципом работы и характеристиками. Они характеризуются меньшим временем срабатывания, более простыми схемами управления, отсутствием влияния механизмов вторичного пробоя, возможностью параллельного включения, стабильным усилением и временем отклика в широком диапазоне рабочих температур.

Основные параметры

Обычный n-p-n биполярный транзистор является трехвыводным (база, эмиттер, коллектор) прибором с токовым управлением. Биполярные транзисторы работают на основе механизма переноса и рекомбинации неосновных носителей заряда. Отрицательной стороной рекомбинации является ограниченная рабочая частота прибора. Благодаря токовому управлению переходом база-эмиттер схема управления биполярным транзистором должна обладать малым сопротивлением нагрузки. В большинстве мощных схем требование низкого импеданса существенно усложняет схему управления транзистором.

Мощные МОП транзисторы управляются напряжением на затворе, электрически изолированном от канала тонким слоем двуокиси кремния ( Рис. 1а ). МОП-транзистор работает на основе переноса основных носителей заряда и поэтому обладает значительно большим быстродействием чем биполярный транзистор. Положительное напряжение, приложенное к затвору МОП транзистора с каналом n-типа, создает электрическое поле в области канала под затвором. Подзатворный p-слой изменяет тип проводимости на n- тип, как показано на Рис. 1б . Этот эффект поверхностной инверсии вызывает протекание электрического тока между областями стока и истока n типа проводимости. Область между стоком и истоком можно представить в виде нелинейного резистора.

МОП транзистор является, управляемым напряжением прибором с высоким импедансом, в то время как биполярный транзистор это управляемый током прибор с низким импедансом. Как прибор, с переносом основных носителей заряда, МОП транзистор работает на больших частотах чем биполярный и в меньшей степени зависит от изменений температуры среды. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры приводит к увеличению сопротивления канала с ростом температуры и тем самым повышает устойчивость МОП транзистора к изменениям температуры среды. В обычной структуре МОП транзистора процесса образуется паразитный встроенный диод между стоком и истоком, Рис. 1в . Этот диод используется как ограничительный в импульсных схемах с индуктивной нагрузкой.