Устройство, принцип действия, статические характеристики и параметры МЕП-транзисторов.

Эти транзисторы являются основными активными элементами арсенид галлиевых микросхем. Одна из первых структур такого транзистора показана на рис.5.8 а. На полудиэлектрической подложке арсенида галлия (GaAs), обладающей свойствами методом ионного легирования формируют две сильно легированные n^+-области стока и истока и соединяющий канал n-типа, толщина которого составляет d0=0,1…0,2 мкм. Металлические пленки, к которым припаиваются выводы стока и истока, образуют с n^+-областями невыпрямляющие электрические переходы, а между металлическим затвором и n-областью возникает выпрямляющий контакт - барьер Шотки. Таким образом в канале под затвором образуется область объемного заряда, вызывающая сужение канала (рис. 5.8 б). На затвор подается управляющее напряжение UЗИ, на сток - положительное напряжение UСИ. При изменении управляющего напряжения изменяется толщина обедненного слоя, толщина проводящего канала, его электропроводность и ток стока. Напряжение UЗИ, при котором канал полностью перекрывается, называется пороговым и обозначается UЗИпор=-2,5…+0,2 В. Если UЗИпор<0, то при UЗИ=0 канал является проводящим и транзистор называют нормально открытым (рис.5.9). При UЗИпор>0 и UЗИ=0 канал перекрыт обедненным слоем и транзистор называют нормально закрытым - он аналогичен МДП-транзистору с индуцированным каналом. Для нормально открытых транзисторов напряжение UЗИ может изменяться от отрицательных значений до +0,6 В. При бо'льших значениях UЗИ в цепи затвора появляется нежелательный ток (кривая 3 на рис.5.9), т.к. переход металл-полупроводник смещается в прямом направлении. Поэтому ток стока ограничивается величиной ICmax1. Для нормально закрытых транзисторов напряжение UЗИ может изменяться лишь в пределах 0…0,6 В, и максимальный ток стока ограничивается значением ICmax2. Рассмотренные транзисторы получили название МЕП-транзисторов, т.к. имеют структуру металл-полупроводник. Они обладают самым высоким быстродействие, т.к. подвижности электронов и дырок в GaAs значительно больше их подвижности в германии и кремнии.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3