Переключатель, в полупроводниковой терминологии, это устройство у которого есть два стабильных состояния: низкоимпедансное (включено) и высокоимпедансное (выключено). Переход между этими состояниям контролируется напряжением, током, температурой, светом или третьим контактом. Многие устройства можно назвать переключателями (рис.4). Например, транзистор можно рассмотреть в качестве трехполюсного переключателя, особенно в цифровых схемах. Тиристоры тоже особый вид переключателей. Эти приборы включены в другие группы, поскольку переключение в них обусловлено наличием нескольких p-n слоев. В группу двухполюсных переключателей входят приборы, имеющие S-образную ВАХ, как, например, туннельный диод, а не N-образную (рис.3b).
В отличие от диода, транзистор является новым термином, возникшем на заре полупроводниковой индустрии. В данной классификации мы не придерживались разбиения, приводимого в большинстве источников, на «биполярные» и «униполярные» (полевые). Биполярные являются представителями первого типа, а MOSFET и JFET второго типа. Причина следования такой классификации в том, что в биполярном транзисторе в базе основные носители одного типа, а в эмиттере и коллекторе противоположного; то есть задействованы оба типа носителей. В MOSFET ток затвора пренебрежимо мал, а за ток ответственны носители заряда только одного типа. Автор, тем не менее, считает, что классификация «биполярный-полевой» не совсем понятна, и в некоторых случаях вообще не корректна. Так, в биполярном транзисторе ток базы это своего рода бесполезный ток утечки (рис.5). Фактически, ток эмиттер-коллектор задается напряжением на базе. Если каким-то образом уменьшить этот ток до нуля, биполярный транзистор все равно будет работать, и даже лучше чем работал. Фактически, главная цель гетеротранзистора уменьшить этот базовый ток без влияния на основной ток. Дале, давайте рассмотрим расширение JFET. Чтобы включить транзистор, необходимо сдвинуть в прямом направлении p-n затвор. Такое смещение инжектирует неосновные носители в канал. То есть по сути это биполярный транзистор. Этот аргумент можно использовать и для двухконтактных приборов. P-n переход можно отнести к биполярному устройству, в то время как барьер Шотки к униполярному. В практической реализации p-n переходов, обычно одна из сторон легирована намного сильнее второй. Типичный кремниевый переход имеет уровень легирования 1020 см-3 и 1016 см-3, а отношение токов при этом 10-4. Для барьера Шотки даже при доминировании тока основных носителей, ток неосновных не равен нулю. Отношение этих токов порядка 10-4-10-6. На этом примере видно, как размыта граница между биполярными и униполярными приборами.
В нашей классификации транзисторы поделены в две группы, как это сделано в работе [5]. Это полевые транзисторы (FET) и потенциальные транзисторы (PET). Полевой эффект был определен Шотки когда он изобрел первый полевой транзистор, в котором «емкость полупроводникового слоя модулируется переменным электрическим полем» [6]. Полевые транзисторы отличаются от потенциальных тем, что их канал контролируется изменением емкости электрическим полем, в то время как в потенциальных потенциал канала задается напрямую. Эти различия показаны на рис.6. Отличительная черта полевых транзисторов заключается в том, что почти всегда индуцирование канала связано с дрейфовыми процессами, а напряжение отсечки хорошо определено. Существует и другая группа транзисторов, называемых транзисторами на горячих электронах (HET), когда истоковый переход является гетеропереходом, в результате чего носители в канале имеют большую потенциальную либо кинетическую энергию (рис.6). Поскольку горячие носители имеют большую скорость, ожидается и относительно большой ток и крутизна. Хотя, HET транзисторы могут быть как полевыми, так и потенциальными. Большинство HET это специальные случаи PET.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.