384 (20)

- 384

Tranzystory potowe

oraz od innych czynników (np. kontaktowa różnica potencjałów, ładunek nie-skompensowany w dielektryku i stanach powierzchniowych) w półprzewodniku pod bramką tworzy się warstwa akumulacyjna (dużo elektronów i bardzo mało dziur), zubożona (mało elektronów i mało dziur) lub inwersyjna (mało elektronów i bardzo dużo dziur). W przypadku akumulacji lub zubożenia droga od źródła do drenu odpowiada dwu złączom p⁺-n włączonym szeregowo przeciwstawnie. Wówczas niezależnie od polaryzacji drenu w stosunku do źródła (dodatniej czy ujemnej) prąd źródło-dren ma znikomo małą wartość, gdyż może to być tylko prąd wsteczny jednego z wymienionych złączy.

Natomiast w przypadku inwersji obszary p⁺ źródła i drenu są połączone warstwą inwersyj-ną, która w sensie fizycznym ma ten sam typ przewodnictwa (dużo dziur i mało elektronów, czyli typ p). Warstwę inwersyjną łączącą źródło z drenem będziemy nazywać kanałem. Istnienie kanału typu p umożliwia przepływy dużego prądu dziurawego między źródłem a drenem. Zmiany napięcia bramki modulują konduktaneję kanału, sterując w ten sposób wartość prądu źródło-dren. Taka jest elementarna zasada sterowania prądu w obwodzie źródło-dren (w obwodzie wyjściowym) za pomocą napięcia bramka-źródło (napięcia •wejściowego).

Mając ogólny obraz sposobu działania tranzystorów MIS, przystąpimy teraz do ich klasyfikacji.

Klasyfikacja tranzystorów MIS    6.3.1.1

Ze względu na typ przewodnictwa kanału tranzystory MIS (podobnie jak PNFET) można podzielić na dwa rodzaje:

—    tranzystor MIS z kanałem typu p (na podłożu typu n), w którym występuje przewodnictwo dziuro we;

—    tranzystor MIS z kanałem typu n (na podłożu typu p), w którym występuje przewodnictwo elektronowe.

Dalszy podział tranzystorów' MIS zależy od przyjętych kryteriów'. Pomijamy kryteria technologiczn o-konstrukcyjne¹*.

Dokonamy' podziału ze wwględu na kryteria, które umownie nazwiemy „fizymznymu” i „układowymi”, tj. podzielimy tranzystory biorąc pod uwagę istotne różnice w zjawiskach fizycznych lub w przebiegu podstawowych charakterystyk.

Ze w^rzględu na różnico w zjawiskach fizycznych tranzystory MIS dzieli się na dw'a rodzaje:

—    z kanałem zaindukowanym, czyli z kanałem w postaci warstwy inwersyjnej;

—    z kanałem wbudowanym, czyli z kanałem w postaci warstwy' domieszkowanej

0    przeciwnym typie przewodnictwa niż podłoże.

Występują tu również oczywiste różnice technologiczne, lecz nie są one w tej chwali najważniejsze. Najistotniejsze ze względu na w łaściwości fizyczne są różnice w sposobie modulacji przewodności kanału, co obrazowo przedstawiono na rys. 6.23 na przykładzie tranzystorów z kanałami typu n. Dogodnie będzie zastąpić zbyt opisown nazwy tych tranzystorów krótkimi nazwami: tranzystor „I” (z kanałem indukowanymi), tranzystor „W” (z kanałem wbudowanym). Żeby łatwiej było porównać zjawiska najistotniejsze w tej fazie rozważań, przyjmiemy, że w obu tranzystorach przewodności kanałów są identyczne przy napięciu ł7_cs = 0 (zasady oznaczania napięć i prądów w tranzystorze MIS są identyczne jak dla tranzystora PNFET).

Ponieważ tranzystory MIS mają nieporównywalnie większe znaczenie jako elementy układów scalonych niż jako elementy indywidualne, bardziej szczegółowy opis technologii

1    konstrukoji tych tranzystorów będzie zamieszczony w rozdziale 8.