Transistorët me efekt në terren: parimi i funksionimit, qarqet, mënyrat e funksionimit dhe simulimi. Emërtimi i tranzistorit me efekt në terren

Ndryshe nga transistorët me efekt në terren me lidhje p-n, në të cilat porta ka kontakt të drejtpërdrejtë elektrik me rajonin e afërt të kanalit përcjellës, në transistorët MOS porta është e izoluar nga rajoni i specifikuar nga një shtresë dielektrike.

Për këtë arsye, transistorët MOS klasifikohen si transistorë me efekt në terren me një portë të izoluar.

Tranzistorët MIS (strukturë metalike - dielektrike - gjysmëpërçuese) janë prej silikoni. Oksidi i silikonit SiO2 përdoret si dielektrik. Prandaj emri tjetër për këta transistorë - transistorë MOS (strukturë metal-oksid-gjysmëpërçues). Prania e një dielektrike siguron një rezistencë të lartë hyrëse të transistorëve të konsideruar (1012-1014 Ohm).

Oriz. 5.6. Legjendë për transistorët MIS me një kanal të integruar të tipit n (a), tipit p (b) dhe dalje nga nënshtresa (c); me një kanal të induktuar n-lloj (d), p-lloj (e) dhe dalje nga nënshtresa (f)

Parimi i funksionimit të transistorëve MIS bazohet në efektin e ndryshimit të përçueshmërisë së shtresës afër sipërfaqes së një gjysmëpërçuesi në ndërfaqen me një dielektrik nën ndikimin e një fushe elektrike tërthore. Shtresa sipërfaqësore e gjysmëpërçuesit është kanali përcjellës i këtyre transistorëve. Transistorët MIS janë dy llojesh - me kanal të integruar dhe me kanal të induktuar.

Transistorët MIS janë përgjithësisht një pajisje me katër elektroda. Elektroda e katërt (substrati) që shërben si funksion ndihmës është plumbi nga nënshtresa e vaferës gjysmëpërçuese origjinale. MДП-traisistors mund të jenë të dy kanaleve të tipit n ose të tipit p. Simbolet e transistorëve MOS janë paraqitur në Fig. 5.6 a-f.

Le të shqyrtojmë tiparet e transistorëve MOS me një kanal të ngulitur. Dizajni i një transistori të tillë me një kanal të tipit n është paraqitur në Fig. 5.7, a. Në vaferën origjinale të silikonit të tipit p, duke përdorur teknologjinë e difuzionit, krijohen rajonet e burimit, kullimit dhe kanalit të tipit n. Shtresa e oksidit të SiO2 mbron sipërfaqen pranë burimit dhe kullimit, si dhe izolon portën nga kanali. Një pllakë nënshtrese (nëse është e pranishme) nganjëherë ngjitet në burim.

Karakteristikat e stokut (daljes) të një transistori me efekt në terren me një kanal të integruar të tipit n për rastin e lidhjes së substratit me burimin janë paraqitur në Fig. 5.7, b. Në pamje, këto karakteristika janë afër karakteristikave të një transistori me efekt në terren me një lidhje p-n. Konsideroni karakteristikën në Uzi = 0, e cila korrespondon me lidhjen e portës me burimin. Një tension i jashtëm aplikohet në seksionin e burimit - kullimit me një pol pozitiv në kullues. Meqenëse Uzi = 0, një rrymë rrjedh nëpër pajisje, e cila përcaktohet nga përçueshmëria fillestare e kanalit. Në seksionin fillestar 0-a, kur rënia e tensionit në kanal është e vogël, varësia Ic (Uci) është afër lineare. Me afrimin e pikës b, rënia e tensionit në kanal çon në një efekt gjithnjë e më domethënës të ngushtimit të tij (vija me pika në Fig. 5.7, a) në përçueshmërinë e kanalit, gjë që redukton pjerrësinë e rritjes së rrymës në seksionin a-b. Pas pikës b, kanali përçues ngushtohet në minimum, gjë që shkakton kufizimin e rritjes së rrymës dhe shfaqjen e një seksioni të sheshtë II në karakteristikë.

Oriz. 5.7. Dizajni i tranzistorit MIS me kanal të tipit n të integruar (a); karakteristika e portës së kullimit (b); karakteristika e portës së kullimit (v)

Le të tregojmë ndikimin e tensionit të portës - burimit në rrjedhën e karakteristikave të kullimit.

Në rastin e aplikimit të një tensioni në portë (Uzi Kur një tension Uzi> 0 aplikohet në portë, fusha e portës tërheq elektronet në kanal nga shtresa p e vaferit gjysmëpërçues. Përqendrimi i bartësve të ngarkesës në kanal rritet, që korrespondon me pasurimin e kanalit me bartës.Përçueshmëria e kanalit rritet, rryma e Ic rritet.

Për tranzistorin, ekziston një kufi për rritjen e tensionit Usc për shkak të fillimit të prishjes së seksionit të portës së kullimit ngjitur me kullimin. Në karakteristikat e rrjedhjes, zbërthimi i përgjigjet arritjes së një vlere të caktuar Usi.pr. Në rastin e Uzi 0 (mënyra e pasurimit).

Dizajni i një transistori MOS me një kanal të induktuar të tipit n është paraqitur në Fig. 5.8, f. Kanali i përcjelljes aktuale nuk është krijuar posaçërisht këtu, por formohet (i induktuar) për shkak të fluksit të elektroneve nga vaferi gjysmëpërçues në rastin e një tensioni të polaritetit pozitiv të aplikuar në portë në lidhje me burimin. Për shkak të fluksit të elektroneve në shtresën afër sipërfaqes, përçueshmëria elektrike e gjysmëpërçuesit ndryshon, d.m.th. induktohet një kanal përçues i tipit n që lidh rajonet e kullimit dhe burimit. Përçueshmëria e kanalit rritet me rritjen e tensionit pozitiv të aplikuar në portë. Kështu, transistori i kanalit të induktuar funksionon vetëm në modalitetin e pasurimit.

Karakteristikat e stokut (daljes) të një transistori me efekt në terren me një kanal të induktuar të tipit n janë paraqitur në Fig. 5.8, b. Ato janë të ngjashme në pamje me karakteristikat analoge të një transistori me një kanal të integruar dhe kanë të njëjtin karakter të varësisë Ic = F (Usi). Dallimi qëndron në faktin se rryma e tranzitorit kontrollohet nga një tension i një polariteti, i cili përkon me polaritetin e tensionit Usi. Rryma Ic është e barabartë me zero në Uzi = 0, ndërsa në një transistor me një kanal të integruar, për këtë është e nevojshme të ndryshohet polariteti i tensionit në portë në lidhje me burimin. Karakteristika e portës së kullimit të tranzistorit me një kanal të induktuar është paraqitur në Fig. 5.8, shek.

Transistorët MIS të të dy llojeve prodhohen për të njëjtin gamë të rrymës dhe tensionit si tranzistorët e kryqëzimit pn. Pjerrësia S dhe rezistenca e brendshme ri kanë afërsisht të njëjtin rend të madhësisë. Sa i përket rezistencës së hyrjes dhe kapaciteteve ndërelektrodike, transistorët MOS kanë performancë më të mirë se transistorët e kryqëzimit pn. Siç tregohet, impedanca e tyre hyrëse është 1012-1014 ohms. Vlera e kapaciteteve të ndërelektrodave nuk kalon: për Szi, Ssi - 10 pF, për Szc - 2 pF. Qarku ekuivalent i transistorëve MOS është i ngjashëm me qarkun ekuivalent të transistorëve me efekt në terren me lidhje p-n (shih Fig. 5.5).

Transistorët MIS përdoren gjerësisht në dizajnin integral. Mikroqarqet në transistorët MIS kanë prodhim të mirë, kosto të ulët, aftësi për të funksionuar me një tension më të lartë furnizimi sesa mikroqarqet në transistorë bipolarë.

Le të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një transistori MOS me një kanal të induktuar n-lloj.

Me një rritje graduale të tensionit pozitiv në raport me burimin
dhe
një ngarkesë pozitive formohet në portë, dhe në shtresën afër sipërfaqes së gjysmëpërçuesit, së pari formohet një shtresë e varfëruar në transportuesit kryesorë të nënshtresës (në këtë rast, vrima).

Me rritje të mëtejshme
elektronet e lira fq- Nënshtresat gjysmëpërçuese (të brendshme, jo të papastërta) lëvizin në zonën afër sipërfaqes nën portë dhe formojnë një invers të induktuar (të induktuar nga fusha) (në raport të kundërt në lidhje me fq-substrati gjysmëpërçues me përçueshmëri) shtresa, e cila është kanali n-lloji midis burimit dhe kullimit (Fig. 10.18).

Tensioni
, në të cilin shfaqet kanali, quhet pragu
... Kanali ndahet nga nënshtresa me jone pranues negativ, d.m.th. një shtresë e varfëruar nga transportuesit e ngarkesës. Në
ka pasurim të shtresës sipërfaqësore me elektrone dhe ulje të rezistencës së kanalit. Kjo mënyrë e funksionimit të transistorit MOS quhet mënyra e pasurimit. Në transistorët MOS me një kanal të induktuar, ekziston vetëm një mënyrë pasurimi.

Nëse
dhe tensioni
, atëherë kur rryma e kullimit kalon nëpër kanal modeli i fushës ekuipotencial i paraqitur në Fig. 10.18 është shkelur. Potenciali i sipërfaqes nën ndikimin e rrymës së kullimit rritet në drejtimin nga burimi në kullues, dhe diferenca potenciale midis portës dhe sipërfaqes zvogëlohet, gjë që në fund të fundit ngushton kanalin. Me rritjen e tensionit
rryma e kullimit gjithashtu rritet me një ngadalësim gradual të ritmit të rritjes. Kur rënia e tensionit në të gjithë rezistencën e vëllimit të kanalit nga rryma e kullimit që rrjedh kompenson mbitensionin
mbi pragun, voltazhi midis kullimit dhe portës bëhet i barabartë me
dhe në kullues, shtresa e varfërimit do të mbyllet me sipërfaqen gjysmëpërçuese, duke parandaluar rritjen e mëtejshme të rrymës së kullimit (fig.10.19).

Kjo quhet ngopje e rrymës së kullimit. Tensioni
, në të cilën ndodh ngopja e rrymës së kullimit , quhet tension i ngopjes
.

Me një rritje të mëtejshme të tensionit
më të madhe se
rryma e kullimit rritet në mënyrë të parëndësishme vetëm për shkak të zvogëlimit të gjatësisë së kanalit dhe, rrjedhimisht, uljes së rezistencës së kanalit (Fig. 10.20).

Fenomeni i transferimit të bartësve të ngarkesës (në këtë rast, elektroneve) nga kanali përmes rajonit të varfërimit në kullues është i ngjashëm me transferimin e ngarkesave nga baza në kolektorin e një transistori bipolar përmes një animi të kundërt. pn-kalim nën ndikimin e fushës së tij. Të gjitha rritjet e tensionit
më të madhe se
aplikohen kryesisht në rajonin e varfërimit me rezistencë të lartë të vendosur në kullues, si rezultat i të cilit rryma e kullimit pothuajse nuk rritet.

Tensioni
varet shumë nga voltazhi në nënshtresë, pasi rajoni i varfëruar nga ngarkesa rritet me rritjen e tij. Zakonisht në strukturat TIR me n-kanali për në nënshtresë i shërben potencialit më negativ të qarkut, në mënyrë që kalimi "burim - substrat" ​​të jetë gjithmonë i mbyllur. Ndikimi i një tensioni konstant midis burimit dhe nënshtresës mund të merret parasysh duke e përfshirë atë me një koeficient të caktuar në shprehjen për
.

Në fig. 10.17 - 10.20 janë tërhequr kufij të qartë midis rajoneve të ngarkimit të strukturës MIS. Në realitet, ndryshimi në përqendrimin e ngarkesave është i qetë dhe nuk ka kufij të përcaktuar qartë midis zonave të ngarkesave.

Në tensione të larta në kullues
mund të ndodhë prishja e tranzistorit MIS dhe mund të ketë dy lloje prishjesh: prishje pn- kalimi nën kullimin dhe prishja dielektrike nën portë. Thyej pn-kryqëzimi zakonisht ka një karakter orteku, pasi transistorët MOS zakonisht bëhen në bazë të silikonit. Në këtë rast, tensioni i prishjes
voltazhi në portë mund të ndikojë: meqenëse potencialet e të njëjtit polaritet aplikohen në kullues dhe në portën e transistorit MOS me kanalin e induktuar, atëherë me një rritje të tensionit në portë do të rritet.
... Prishja dielektrike nën portë mund të ndodhë me një tension të portës prej vetëm disa dhjetëra volt, pasi trashësia e shtresës së dioksidit të silikonit është rreth 0,1 μm. Zbërthimi është zakonisht i një natyre termike. Ky lloj prishjeje mund të ndodhë si rezultat i akumulimit të ngarkesave statike, pasi impedanca hyrëse e transistorëve MIS është e lartë. Për të përjashtuar mundësinë e këtij lloji të prishjes, hyrja e tranzistorit MOS shpesh mbrohet nga një diodë zener, e cila kufizon tensionin në portë.

Familja e karakteristikave statike
në
Një tranzistor MOS me një kanal të induktuar, i ndërtuar në përputhje me sa më sipër, tregohet në Fig. 10.21.

një seksion i një ndryshimi të mprehtë të rrymës dhe një seksion në të cilin ndryshimi i rrymës është i vogël.

Një parametër i familjes së karakteristikave të daljes së një transistori bipolar është rryma bazë - pajisja kontrollohet nga rryma; për një transistor MOS me një kanal të induktuar, parametri i familjes së karakteristikave të daljes është voltazhi i portës
- pajisja është e kontrolluar me tension. Me rritjen e tensionit
rezistenca e kanalit zvogëlohet dhe rryma e kullimit rritet - karakteristika shkon më lart. Karakteristikat e daljes I – V të tranzistorit MOS dalin nga origjina, ndërsa karakteristikat e daljes I – V të transistorit bipolar mund të zhvendosen përgjatë boshtit të tensionit.

Në një parcelë familjare
në
MDS - transistor me një kanal të induktuar (Fig.10.21), mund të dallohen tre zona kryesore të punës:

1 - zona e ndërprerjes së rrymës së daljes: transistori është i mbyllur (
), dhe një rrymë e vogël rrjedh në qarkun e shkarkimit për shkak të rrjedhjes dhe rrymës së kundërt të kryqëzimit të kullimit (10 -6 A) 4

2 - rajoni aktiv (pjesa e sheshtë e karakteristikave të daljes I - V, për të cilat
dhe
) Është zona ku del rryma mbetet praktikisht i pandryshuar me rritjen
;

3 - zona e gjendjes së hapur (pjesë e pjerrët e karakteristikës së daljes I - V): rrymë në këtë fushë të punës jepet nga një qark i jashtëm.

Kështu, në zonën 1, pika e funksionimit është nëse transistori MOS është i kyçur, në zonën 3, nëse është i hapur; këto zona korrespondojnë me gjendjet statike të tranzistorit MOS në modalitetin e funksionimit kyç. Zona aktive (zona 2) për modalitetin kyç të transistorit MOS është zona e gjendjes dinamike: në këtë zonë, pika e funksionimit është për një kohë të shkurtër gjatë procesit të kalimit nga një gjendje statike në tjetrën (nga e mbyllura për të hapur dhe anasjelltas).

Në rajonin aktiv, pika e funksionimit është gjatë funksionimit të transistorit MIS në modalitetin amplifikues, kur ruhet një marrëdhënie lineare midis sinjaleve hyrëse dhe dalëse.

Në rajonin 4, tensione mjaft të larta
Ndodhin fenomene para prishjes, dhe më pas një avari, i shoqëruar nga një rritje e mprehtë e rrymës ... Rajoni i prishjes përcakton zgjedhjen e tensioneve maksimale të lejueshme.

Natyra e karakteristikave statike të transmetimit
në
është e qartë nga parimi i funksionimit të transistorit MOS me një kanal të induktuar. Karakteristikat për tensione të ndryshme
dilni nga pika në abshisën që i përgjigjet
(fig.10.22).

Interesant dhe i rëndësishëm nga pikëpamja e përdorimit të transistorëve MIS është ndryshimi i temperaturës në karakteristikat statike të transmetimit. Këto ndryshime shkaktohen nga procese të ndryshme fizike që çojnë në faktin se me rritjen e temperaturës, tensioni i pragut
zvogëlohet.

të jetë edhe negative dhe pozitive, si dhe zero në një pikë të caktuar funksionimi të karakteristikave statike.

Në mënyrë tipike, efekti i kompensimit të temperaturës merret kur tensionet e portës tejkalojnë pak
... Përveç kësaj, duhet pasur parasysh gjithashtu se pjerrësia Karakteristikat e transmetimit, të cilat përcaktojnë vetitë amplifikuese të transistorit MOS, ndryshojnë me temperaturën edhe me një rrymë konstante kullimi.

Konsideroni parimin e funksionimit të një tranzistor MOS me një kanal të ngulitur n-lloj (Fig.10.24).

Modulimi i rezistencës së kanalit përcjellës mund të ndodhë kur tensioni i portës ndryshon me polaritet pozitiv dhe negativ. Në tensione
dhe
përmes kanalit n-lloj rrjedhat e rrymës. Nëse
, atëherë porta ngarkohet negativisht, dhe një ngarkesë pozitive jonesh shfaqet në shtresën nëntokësore të vendosur nën të për shkak të ikjes së elektroneve të lira prej saj. Shtresa e varfëruar në bartësit bazë rrit rezistencën e kanalit. Me të arritur
shtresa e zbrazjes bllokon kanalin dhe asnjë rrymë nuk kalon nëpër të. Ekziston një mënyrë ndërprerjeje. Në
kanali pasurohet me bartës të ngarkesës (në këtë rast, elektrone), rezistenca e tij zvogëlohet, gjë që çon në një rritje të rrymës së kullimit.

Kështu, një transistor MOS me një kanal të ngulitur mund të funksionojë si në modalitetin e pasurimit ashtu edhe në modalitetin e zbrazjes së kanalit me transportuesit e ngarkesës.

Familja e karakteristikave statike të daljes dhe karakteristikat statike të transmetimit të transistorit MOS me një kanal të ngulitur n-lloji janë paraqitur në Fig. 10.25.

karakteristikat statike të daljes	karakteristikë e transmetimit

Sa shpesh e keni dëgjuar emrin MOSFET, MOSFET, MOS, fushë, MOSFET, IGBT? Po, po... këto janë të gjitha sinonime dhe i referohen të njëjtit element radioje.

Emri i plotë i një elementi të tillë radio në mënyrën angleze tingëllon si M etal O oksid S emipërçues F prodhimi E efekt T ransistorë (MOSFET), i cili fjalë për fjalë tingëllon si transistor me efekt në terren gjysmëpërçues me oksid metali. Nëse e shndërrojmë atë në gjuhën tonë të fuqishme ruse, atëherë rezulton si Tranzistor me efekt në terren me strukturë Gjysmëpërçues Oksid Metal ose thjesht Mosfet;-). Pse quhet edhe MOSFET tranzistor MIS dhe ? Cila është arsyeja për këtë? Ju do të mësoni për këto dhe gjëra të tjera në artikullin tonë. Mos kaloni në një skedë tjetër! ;-)

Llojet e transistorëve MOS

Në familjen e transistorëve MOS, ekzistojnë kryesisht 4 lloje:

1) Kanal N me kanal të induktuar

2) Kanali P me kanal të induktuar

3) Kanal N me kanal të integruar

4) Kanali P me kanal të integruar

Siç mund ta keni vënë re, ndryshimi i vetëm është në përcaktimin e vetë kanalit. Me një kanal të induktuar, ai tregohet nga një vijë e ndërprerë, dhe me një kanal të ngulitur, tregohet nga një vijë e fortë.

Në botën moderne, transistorët MOS me një kanal të integruar përdoren gjithnjë e më rrallë, kështu që në artikujt tanë nuk do t'i prekim ato, por do të konsiderojmë vetëm transistorët e kanaleve N dhe P me një kanal të induktuar.

Nga erdhi emri "MOP"?

Le të fillojmë serinë tonë të artikujve rreth MOSFET me MOSFET-in më të zakonshëm të kanalit N me një kanal të induktuar. Shkoni!

Nëse merrni një thikë të hollë dhe të hollë dhe prisni transistorin MOS për së gjati, mund të shihni foton e mëposhtme:

Kur shikohet për sa i përket ushqimit në tryezën tuaj, MOSFET duket më shumë si një sanduiç. Gjysmëpërçuesi i tipit P është një copë bukë e trashë, dielektriku është një copë e hollë sallam, dhe sipër vendosim një shtresë tjetër metali - një fetë të hollë djathi. Dhe ne marrim këtë sanduiç:

Dhe cila do të jetë struktura e tranzistorit nga lart poshtë? Djathi është metal, sallami është dielektrik, buka është gjysmëpërçues. Prandaj, marrim Metal-Dielektrik-Gjysëmpërçues. Dhe nëse marrim shkronjat e para nga secili emër, atëherë marrim TIR - M metal- D elektricist P Një dirigjent, apo jo? Kjo do të thotë që një transistor i tillë mund të quhet me shkronjat e para një transistor MOS ;-). Dhe meqenëse një shtresë shumë e hollë e oksidit të silikonit (SiO 2) përdoret si dielektrik, mund të themi se është pothuajse xhami, atëherë në vend të emrit "dielektrik" morën emrin "oksid, oksid", dhe doli M metal- O pelte - P Gjysmëpërçues, shkurtuar MOS. Epo, tani gjithçka ra në vend ;-)

Struktura e tranzistorit MOS

Le të hedhim një vështrim tjetër në strukturën e MOSFET-it tonë:

Ne kemi një "tullë" të materialit gjysmëpërçues P-përçueshmëri. Siç e mbani mend, vrimat janë bartësit kryesorë në një gjysmëpërçues të tipit P, kështu që përqendrimi i tyre në këtë material është shumë më i lartë se elektronet. Por elektronet ekzistojnë gjithashtu në një gjysmëpërçues P. Siç e mbani mend, elektronet në një gjysmëpërçues P janë media të vogla dhe përqendrimi i tyre është shumë i ulët në krahasim me vrimat. "Tulla" e gjysmëpërçuesit P quhet Substrate... Është baza e MOSFET-it pasi në të krijohen shtresa të tjera. Një kunj me të njëjtin emër del nga nënshtresa.

Shtresat e tjera janë material i tipit N +, dielektrik, metal. Pse N + dhe jo vetëm N? Fakti është se ky material është shumë i dopuar, domethënë përqendrimi i elektroneve në këtë gjysmëpërçues është shumë i lartë. Nga gjysmëpërçuesit e tipit N +, të cilët ndodhen në skajet, nisen dy priza: Burimi dhe Drain.

Midis Burimit dhe Kullimit, përmes dielektrikut ndodhet një pllakë metalike, nga e cila vjen dalja dhe quhet Porta. Nuk ka lidhje elektrike midis portës dhe kunjave të tjera. Porta në përgjithësi është e izoluar nga të gjitha terminalet e tranzistorit, për këtë arsye MOSFET quhet edhe tranzistor i portës së izoluar.

Nënshtresa MOSFET

Pra, duke parë foton e mësipërme, shohim se transistori MOS në qark ka 4 terminale (Burimi, Drain, Gate, Substrate), por në realitet vetëm 3. Cila është kapja? Çështja është se Nënshtresa zakonisht lidhet me Burimin. Ndonjëherë kjo është bërë tashmë në vetë tranzitorin gjatë fazës së zhvillimit. Si rezultat i faktit se Burimi është i lidhur me Nënshtresën, midis kullimit dhe burimit formohet një diodë, e cila ndonjëherë nuk tregohet as në diagrame, por është gjithmonë e pranishme:

Prandaj, kërkohet të vëzhgoni pikën kur lidhni MOSFET në qark.

Si funksionon MOSFET

Gjithçka është e njëjtë këtu si brenda. Burimi është dalja ku transportuesit kryesorë të ngarkesës fillojnë rrugën e tyre, Drain është dalja ku ato rrjedhin dhe Porta është dalja me të cilën ne kontrollojmë rrjedhën e transportuesve kryesorë të ngarkesës.

Le të mos jetë ende e lidhur grila askund. Për të rregulluar lëvizjen e elektroneve përmes Source-Stoke, na duhet një furnizim me energji Bat:

Nëse marrim parasysh tranzistorin tonë nga pikëpamja dhe diodat e bazuara në to, atëherë mund të vizatojmë një qark ekuivalent për vizatimin tonë. Do të duket kështu:

ku

I-burimi, P-Substrate, S-Stock.

Siç mund ta shihni, dioda VD2 është ndezur në drejtim të kundërt, kështu që rryma elektrike nuk do të rrjedhë askund.

Prandaj, në këtë skemë

nuk planifikohet lëvizje e rrymës elektrike.

POR…

Induksioni i kanalit në një MOSFET

Nëse një tension i caktuar aplikohet në Gate, transformimet magjike fillojnë në nënshtresë. Në të fillon nxis kanalin.

Induksion, induksion - fjalë për fjalë do të thotë "udhëzim", "ndikim". Ky term nënkupton ngacmim në një objekt të ndonjë prone ose aktiviteti në prani të një subjekti emocionues (induktor), por pa kontakt të drejtpërdrejtë (për shembull, përmes një fushe elektrike). Shprehja e fundit për ne ka një kuptim më të thellë: "përmes një fushe elektrike".

Tani le të zbulojmë se çfarë janë transistorët me efekt në terren. Transistorët me efekt në terren janë shumë të zakonshëm si në qarqet e vjetra ashtu edhe në ato moderne. Në ditët e sotme, pajisjet me një portë të izoluar përdoren në një masë më të madhe; sot do të flasim për llojet e transistorëve me efekt në terren dhe veçoritë e tyre. Në artikull do të bëj një krahasim me transistorët bipolarë, në vende të veçanta.

Përkufizimi

Një tranzistor me efekt në terren është një ndërprerës gjysmëpërçues plotësisht i kontrolluar i kontrolluar nga një fushë elektrike. Ky është ndryshimi kryesor nga pikëpamja praktike nga transistorët bipolarë, të cilët kontrollohen nga rryma. Fusha elektrike krijohet nga voltazhi i aplikuar në portë në lidhje me burimin. Polariteti i tensionit të kontrollit varet nga lloji i kanalit të transistorit. Këtu ka një analogji të mirë me tubat elektronikë të vakumit.

Një emër tjetër për transistorët me efekt në terren është unipolar. "UNO" do të thotë një. Në transistorët me efekt në terren, në varësi të llojit të kanalit, rryma kryhet vetëm nga një lloj transportuesi, vrima ose elektrone. Në transistorët bipolarë, rryma u formua nga dy lloje të bartësve të ngarkesës - elektrone dhe vrima, pavarësisht nga lloji i pajisjeve. Në përgjithësi, transistorët me efekt në terren mund të ndahen në:

tranzistorë me një lidhje kontrolli p-n;

tranzistorë të portës së izoluar.

Të dy mund të jenë kanal n dhe kanal p, një tension kontrolli pozitiv duhet të aplikohet në portën e të parës për të hapur çelësin, dhe për këtë të fundit, negativ në lidhje me burimin.

Të gjitha llojet e transistorëve me efekt në terren kanë tre priza (nganjëherë 4, por rrallë, kam takuar vetëm në ato sovjetike dhe ishte e lidhur me rastin).

1. Burimi (burimi i bartësve të ngarkesës, analog i një emetuesi bipolar).

2. Kullimi (marrësi i bartësve të ngarkesës nga burimi, analog i kolektorit të një transistori bipolar).

3. Grilë (elektrodë kontrolli, analog i një rrjeti në llamba dhe një bazë në transistorë bipolarë).

Transistor i kryqëzimit Pn

Transistori përbëhet nga zonat e mëposhtme:

4. Grila.

Në imazh mund të shihni strukturën skematike të një transistori të tillë, prizat janë të lidhura me seksionet e metalizuara të portës, burimit dhe kullimit. Në një qark të veçantë (kjo është një pajisje me kanal p), porta është një shtresë n, ka më pak rezistencë se rajoni i kanalit (shtresa p), dhe rajoni i kryqëzimit pn ndodhet në një masë më të madhe në p. -rajon për këtë arsye.

a - transistor me efekt fushe të tipit n, b - transistor me efekt fushë të tipit p

Për ta bërë më të lehtë të mbani mend, mbani mend shënimin për diodën, ku shigjeta tregon nga rajoni p në rajonin n. Këtu gjithashtu.

Gjendja e parë është aplikimi i tensionit të jashtëm.

Nëse në një tranzistor të tillë aplikohet një tension, një plus në kullues dhe një minus në burim, një rrymë e madhe do të rrjedhë përmes tij, ajo do të kufizohet vetëm nga rezistenca e kanalit, rezistenca e jashtme dhe rezistenca e brendshme e fuqisë. burimi. Një analogji mund të bëhet me një çelës normalisht të mbyllur. Kjo rrymë quhet Istart ose rryma fillestare e shkarkimit në Uzi = 0.

Një transistor me efekt në terren me një kryqëzim pn kontrolli, pa një tension kontrolli të aplikuar në portë, është sa më i hapur që të jetë e mundur.

Tensioni në kullues dhe burim zbatohet në këtë mënyrë:

Transportuesit kryesorë të ngarkesës prezantohen përmes burimit!

Kjo do të thotë që nëse transistori është me kanal p, atëherë terminali pozitiv i furnizimit me energji është i lidhur me burimin, pasi bartësit kryesorë janë vrimat (bartësit e ngarkesës pozitive) - kjo është e ashtuquajtura përçueshmëri e vrimës. Nëse transistori është n-kanal, terminali negativ i furnizimit me energji është i lidhur me burimin, pasi në të, bartësit kryesorë të ngarkesës janë elektronet (bartësit e ngarkesës negative).

Burimi - burimi i shumicës së transportuesve të ngarkesave.

Këtu janë rezultatet e simulimit të një situate të tillë. Transistori me kanal p ndodhet në të majtë, dhe transistori me kanal n në të djathtë.

Gjendja e dytë - ne aplikojmë tension në portë

Kur një tension pozitiv aplikohet në portë në lidhje me burimin (Uzi) për kanalin p dhe negativ për kanalin n, ai zhvendoset në drejtim të kundërt, rajoni i kryqëzimit p-n zgjerohet drejt kanalit. Si rezultat, gjerësia e kanalit zvogëlohet, rryma zvogëlohet. Tensioni i portës në të cilin rryma përmes çelësit ndalon rrjedhjen quhet tension i ndërprerjes.

Tensioni i ndërprerjes është arritur dhe çelësi është mbyllur plotësisht. Fotografia me rezultatet e simulimit tregon një gjendje të tillë për një ndërprerës p-channel (majtas) dhe n-channel (djathtas). Nga rruga, në anglisht, një transistor i tillë quhet JFET.

Mënyra e funksionimit të tranzistorit në tensionin Uzi është ose zero ose e kundërt. Për shkak të tensionit të kundërt, është e mundur të "mbulohet transistori", përdoret në amplifikatorët e klasës A dhe qarqet e tjera ku nevojitet rregullim i qetë.

Modaliteti i ndërprerjes ndodh kur Uzi = Ucutoff për çdo transistor është i ndryshëm, por në çdo rast zbatohet në drejtim të kundërt.

Karakteristikat, VAC

Karakteristika e daljes është një grafik që tregon varësinë e rrymës së shkarkimit nga Ussi (e aplikuar në terminalet e kullimit dhe burimit), në tensione të ndryshme të portës.

Mund të ndahet në tre fusha. Fillimisht (në anën e majtë të grafikut) shohim rajonin omik - në këtë boshllëk transistori sillet si një rezistencë, rryma rritet pothuajse në mënyrë lineare, duke arritur një nivel të caktuar, shkon në rajonin e ngopjes (në qendër të grafikut) .

Në anën e djathtë të grafikut, shohim që rryma fillon të rritet përsëri, kjo është zona e prishjes, transistori nuk duhet të vendoset këtu. Dega më e lartë e paraqitur në figurë është rryma në zero Uzi, ne shohim se rryma është më e madhja këtu.

Sa më i lartë të jetë voltazhi Uzi, aq më i ulët është rryma e kullimit. Secila prej degëve ndryshon me 0,5 volt në portë. Të cilën e kemi konfirmuar edhe nga modelingu.

Këtu tregohet karakteristika e portës së kullimit, d.m.th. varësia e rrymës së kullimit nga tensioni në portë në të njëjtin tension të burimit të kullimit (në këtë shembull 10 V), këtu hapi i rrjetit është gjithashtu 0.5 V, përsëri shohim se sa më afër tensionit Uzi në 0, aq më i madh është kullimi aktuale.

Në transistorët bipolarë ekzistonte një parametër i tillë si koeficienti i transferimit aktual ose fitimi, ai u shënua si B ose H21e ose Hfe. Në fushë, pjerrësia shënohet me shkronjën S për të treguar aftësinë për të përforcuar tensionin.

Kjo do të thotë, pjerrësia tregon se sa miliAmps (ose Amper) rritet rryma e kullimit me një rritje të tensionit të burimit të portës me numrin e volteve me një tension konstant të burimit të kullimit. Mund të llogaritet bazuar në karakteristikën e portës së kullimit, në shembullin e mësipërm, pjerrësia është rreth 8 mA / V.

Diagramet e lidhjes

Ashtu si me transistorët bipolarë, ekzistojnë tre qarqe tipike komutuese:

1.Me një burim të përbashkët (a). Përdoret më shpesh, jep përforcim në rrymë dhe fuqi.

2.Me një grilë të përbashkët (b). Përdoret rrallë, rezistencë e ulët në hyrje, pa fitim.

3. Me një kullues të përbashkët (c). Fitimi i tensionit është afër 1, impedanca e hyrjes është e madhe dhe rezistenca e daljes është e ulët. Një emër tjetër është ndjekësi i burimit.

Karakteristikat, avantazhet, disavantazhet

Avantazhi kryesor i transistorit me efekt në terren rezistencë e lartë hyrëse... Impedanca e hyrjes është raporti i rrymës me tensionin e burimit të portës. Parimi i funksionimit qëndron në kontrollin duke përdorur një fushë elektrike, dhe ajo formohet kur aplikohet një tension. Kjo eshte Transistorët me efekt në terren janë të kontrolluar me tension.

• praktikisht nuk konsumon rrymë kontrolli, atë zvogëlon humbjen e kontrollit, shtrembërimin e sinjalit, Burimi i sinjalit të mbirrymës ...

Frekuenca mesatare Karakteristikat e transistorëve me efekt në terren janë më të mira se ato të bipolarëve, kjo për faktin se kërkon më pak kohë për "resorbimin" e transportuesve të ngarkesës në rajonet e transistorit bipolar. Disa transistorë bipolarë modernë mund të jenë superiorë ndaj transistorëve me efekt në terren, kjo është për shkak të përdorimit të teknologjive më të avancuara, një rënie në gjerësinë e bazës, etj.

Niveli i ulët i zhurmës së transistorëve me efekt në terren është për shkak të mungesës së procesit të injektimit të ngarkesës, si në ato bipolare.

Stabiliteti me ndryshimet e temperaturës.

Konsumi i ulët i energjisë në gjendje përcjellëse - më shumë efikasitet të pajisjeve tuaja.

Shembulli më i thjeshtë i përdorimit të rezistencës së lartë të hyrjes është përputhja e pajisjeve për lidhjen e kitarave akustike elektrike me piezo pickups dhe kitarave elektrike me kapëse elektromagnetike me hyrjet me impedancë të ulët hyrëse.

Impedanca e ulët e hyrjes mund të shkaktojë ulje të sinjalit, duke shtrembëruar formën e tij në shkallë të ndryshme në varësi të frekuencës së sinjalit. Kjo do të thotë që ju duhet ta shmangni këtë duke futur një fazë me një rezistencë të lartë hyrëse. Këtu është diagrami më i thjeshtë i një pajisjeje të tillë. I përshtatshëm për lidhjen e kitarave elektrike në linjën e një karte audio kompjuteri. Me të, tingulli do të bëhet më i ndritshëm dhe timbri më i pasur.

Disavantazhi kryesor është se transistorë të tillë kanë frikë nga statike. Ju mund të merrni një element me duar të elektrizuara dhe ai menjëherë do të dështojë, kjo është pasojë e kontrollit të çelësit duke përdorur fushën. Rekomandohet të punoni me to në doreza dielektrike, të lidhura me një rrip dore të veçantë në tokë, me një hekur saldimi me tension të ulët me një majë të izoluar, dhe terminalet e tranzitorit mund të lidhen me tela për t'i lidhur ato të shkurtra gjatë instalimit.

Pajisjet moderne praktikisht nuk kanë frikë nga kjo, pasi pajisjet mbrojtëse të tilla si diodat zener mund të ndërtohen në to në hyrje, të cilat aktivizohen kur tejkalohet voltazhi.

Ndonjëherë radio amatorët fillestarë kanë frikë se mund të arrijnë pikën e absurditetit, si për shembull vendosja e kapeleve me fletë metalike në kokë. Megjithëse gjithçka e përshkruar më sipër është e detyrueshme, mosrespektimi i asnjë kushti nuk garanton dështimin e pajisjes.

Tranzistorë me efekt të fushës së portës së izoluar

Ky lloj i tranzistorëve përdoret në mënyrë aktive si ndërprerës të kontrolluar gjysmëpërçues. Për më tepër, ata punojnë më shpesh në modalitetin kyç (dy pozicione "ndezur" dhe "off"). Ata kanë disa emra:

1. MIS-tranzistor (metal-dielektrik-gjysmëpërçues).

2. Transistor MOS (gjysmëpërçues i oksidit të metalit).

3. MOSFET-tranzistor (metal-oksid-gjysmëpërçues).

Mbani mend - këto janë vetëm variacione të një emri. Dielektriku, ose oksidi siç quhet edhe ai, vepron si izolues për portën. Në diagramin e mëposhtëm, një izolues tregohet midis rajonit n pranë portës dhe portës në formën e një zone të bardhë me pika. Është bërë nga dioksidi i silikonit.

Dielektriku eliminon kontaktin elektrik midis elektrodës së portës dhe nënshtresës. Ndryshe nga kryqëzimi i kontrollit pn, ai nuk funksionon në parimin e zgjerimit të kryqëzimit dhe bllokimit të kanalit, por në parimin e ndryshimit të përqendrimit të transportuesve të ngarkesës në një gjysmëpërçues nën veprimin e një fushe elektrike të jashtme. MOSFET-et janë dy llojesh:

1. Me kanal të integruar.

2.Me një kanal të induktuar

Në diagram, ju shihni një transistor me një kanal të ngulitur. Prej tij, tashmë mund të supozoni se parimi i funksionimit të tij i ngjan një transistori me efekt në terren me një lidhje kontrolli p-n, d.m.th. kur voltazhi i portës është zero, rryma rrjedh nëpër çelës.

Dy rajone me një përmbajtje të shtuar të bartësve të ngarkesës së papastërtive (n +) me përçueshmëri të rritur krijohen pranë burimit dhe kullimit. Mbështetja quhet bazë e tipit P (në këtë rast).

Ju lutemi vini re se kristali (substrati) është i lidhur me burimin; në shumë simbole grafike konvencionale ai vizatohet në këtë mënyrë. Me një rritje të tensionit të portës, në kanal shfaqet një fushë elektrike tërthore, ajo zmbraps transportuesit e ngarkesës (elektronet) dhe kanali mbyllet kur arrihet pragu Uzi.

Kur aplikohet një tension negativ i burimit të portës, rryma e kullimit bie, tranzistori fillon të mbyllet - kjo quhet mënyra e varfërimit.

Kur aplikohet një tension pozitiv në burimin e portës, ndodh procesi i kundërt - elektronet tërhiqen, rryma rritet. Ky është regjimi i pasurimit.

Të gjitha sa më sipër janë të vërteta për MOSFET me një kanal N të integruar. Nëse një kanal i tipit p zëvendëson të gjitha fjalët "elektrone" me "vrima", polaritetet e tensionit ndryshojnë.

Sipas fletës së të dhënave për këtë transistor, voltazhi i pragut të burimit të portës është rreth një volt, dhe vlera e tij tipike është 1.2 V, le ta kontrollojmë.

Rryma u bë në mikroamper. Nëse e rritni pak më shumë tensionin, ai do të zhduket plotësisht.

Zgjodha një transistor rastësisht dhe hasa në një pajisje mjaft të ndjeshme. Do të përpiqem të ndryshoj polaritetin e tensionit në mënyrë që të ketë një potencial pozitiv në portë, kontrolloni mënyrën e pasurimit.

Me një tension të portës prej 1V, rryma u rrit katër herë në krahasim me atë që ishte në 0V (fotografia e parë në këtë seksion). Nga kjo rrjedh se, ndryshe nga lloji i mëparshëm i tranzistorëve dhe transistorëve bipolarë, ai mund të funksionojë si për të rritur rrymën ashtu edhe për ta ulur atë pa rrip shtesë. Kjo deklaratë është shumë e papërpunuar, por si përafrim i parë ka të drejtë të ekzistojë.

Gjithçka këtu është pothuajse e njëjtë si në një tranzitor me një tranzicion kontrolli, me përjashtim të pranisë së një mënyre pasurimi në karakteristikën e daljes.

Karakteristika e portës së kullimit tregon qartë se voltazhi negativ shkakton shterimin dhe mbylljen e çelësit, dhe tensioni pozitiv në portë shkakton pasurimin dhe hapjen më të madhe të çelësit.

Transistorët MOS me një kanal të induktuar nuk kryejnë rrymë në mungesë të një tensioni në portë, ose më saktë, ka rrymë, por është jashtëzakonisht i vogël, pasi kjo është rryma e kundërt ndërmjet nënshtresës dhe pjesëve të kullimit dhe burimit shumë të dopuar.

Transistori me efekt në terren me një portë të izoluar dhe një kanal të induktuar është analog me një çelës normalisht të hapur, nuk rrjedh rrymë.

Në prani të një tensioni të burimit të portës, pasi marrim në konsideratë llojin n të kanalit të induktuar, atëherë voltazhi është pozitiv, nën veprimin e fushës, transportuesit e ngarkesës negative tërhiqen në rajonin e portës.

Kështu shfaqet një "korridor" për elektronet nga burimi në drenim, kështu shfaqet një kanal, hapet transistori dhe rryma fillon të rrjedhë nëpër të. Kemi një substrat të tipit p, në të kryesorët janë bartës të ngarkesës pozitive (vrima), ka shumë pak bartës negativë, por nën veprimin e fushës ata shkëputen nga atomet e tyre dhe fillon lëvizja e tyre. Prandaj mungesa e përçueshmërisë në mungesë të tensionit.

Karakteristika e daljes përsërit saktësisht të njëjtën gjë për ato të mëparshmet, ndryshimi i vetëm është se tensionet Uzi bëhen pozitive.

Karakteristika e portës së kullimit tregon të njëjtën gjë, ndryshimet janë përsëri në tensionet e portës.

Kur merren parasysh karakteristikat e tensionit aktual, është jashtëzakonisht e rëndësishme të shikoni me kujdes vlerat e shkruara përgjatë akseve.

Çelësi furnizohej me një tension prej 12 V, dhe në portë kemi 0. Rryma nuk kalon nëpër tranzistor.

Kjo do të thotë që transistori është plotësisht i hapur, nëse nuk do të ishte aty, rryma në këtë qark do të ishte 12/10 = 1.2 A. Më vonë studiova se si funksionon ky tranzitor dhe zbulova se në 4 volt fillon të hapet.

Duke shtuar 0.1 V secilin, vura re se me çdo të dhjetë volt rryma rritet gjithnjë e më shumë, dhe me 4.6 volt transistori është pothuajse plotësisht i hapur, ndryshimi me tensionin e portës prej 20 V në rrymën e kullimit është vetëm 41 mA, në 1.1 A. është e pakuptimtë.

Ky eksperiment pasqyron faktin se transistori i kanalit të induktuar hapet vetëm kur arrihet tensioni i pragut, i cili e lejon atë të funksionojë në mënyrë të përsosur si një ndërprerës në qarqet pulsuese. Në fakt, IRF740 është një nga më të zakonshmet.

Rezultatet e matjeve të rrymës së portës treguan se, në fakt, transistorët me efekt në terren pothuajse nuk konsumojnë rrymën e kontrollit. Me një tension prej 4.6 volt, rryma ishte vetëm 888 nA (nano !!!).

Në një tension prej 20 V, ishte 3.55 μA (mikro). Një transistor bipolar do ta kishte atë në rendin e 10 mA, në varësi të fitimit, që është dhjetëra mijëra herë më shumë se ai i një transistori me efekt në terren.

Jo të gjithë çelësat hapen me tensione të tilla, kjo është për shkak të modelit dhe veçorive të qarkut të pajisjeve ku ato përdoren.

Një kapacitet i shkarkuar në momentin e parë kërkon një rrymë të madhe karikimi, madje edhe pajisjet e rralla të kontrollit (kontrolluesit PWM dhe mikrokontrolluesit) kanë dalje të forta, prandaj ata përdorin drejtues për portat në terren, si në transistorët e efektit në terren, ashtu edhe në (bipolarë me një izolim porta). Ky është një përforcues që konverton sinjalin e hyrjes në një sinjal dalës të një madhësie dhe fuqie të tillë aktuale, të mjaftueshme për të ndezur dhe fikur tranzistorin. Rryma e karikimit kufizohet gjithashtu nga një rezistencë në seri me portën.

Në këtë rast, disa porta mund të kontrollohen gjithashtu nga porta e mikrokontrolluesit përmes një rezistence (i njëjti IRF740). Ne prekëm këtë temë.

Ata i ngjajnë transistorëve me efekt në terren me një portë kontrolli, por ndryshojnë në atë në UGO, pasi në vetë tranzitorin, porta është e ndarë nga nënshtresa, dhe shigjeta në qendër tregon llojin e kanalit, por drejtohet nga nënshtresa në kanal, nëse është një mosfet me kanal n - drejt kapakut dhe anasjelltas.

Për çelësat me një kanal të induktuar:

Mund të duket kështu:

Kushtojini vëmendje emrave në gjuhën angleze të kunjave, ato shpesh tregohen në fletët e të dhënave dhe në diagrame.

Për çelësat me një kanal të integruar:

Në transistorët e këtij lloji, porta ndahet nga gjysmëpërçuesi nga një shtresë dielektrike, e cila zakonisht është dioksid silikoni në pajisjet silikoni. Këta transistorë janë shkurtuar si MOS (metal-oksid-gjysmëpërçues) dhe MOS (metal-izolator-gjysmëpërçues). Në literaturën e gjuhës angleze, ato zakonisht shënohen me shkurtesën MOSFET ose MISFET (Metal-Oxide (Izolator) -Semiconductor FET).

Nga ana tjetër, transistorët MIS ndahen në dy lloje.

Në të ashtuquajturat transistorë me një kanal të integruar (të vetin) (tranzistori i tipit të varfërimit) dhe para se të futet në portë, ekziston një kanal që lidh burimin dhe kullimin.

Në të ashtuquajturat transistorë të kanalit të induktuar (tranzistor pasurues) kanali i mësipërm mungon.

Transistorët MOS karakterizohen nga një impedancë shumë e lartë hyrëse. Kur punoni me transistorë të tillë, duhet të merren masa paraprake të veçanta për t'u mbrojtur nga elektriciteti statik. Për shembull, gjatë bashkimit, të gjitha prizat duhet të jenë të lidhura me qark të shkurtër.

Tranzistor MOS me kanal të integruar.

Kanali mund të ketë përçueshmëri të tipit p dhe të tipit n. Për saktësi, le t'i drejtohemi një transistori me një kanal të tipit p. Le të japim një paraqitje skematike të strukturës së një transistori (Fig. 1.97), një përcaktim grafik konvencional të një transistori me një kanal të tipit p (Fig. 1.98, a) dhe me një kanal të tipit n (Fig. 1.98, b. ). Shigjeta, si zakonisht, tregon drejtimin nga shtresa p në shtresën n.

Transistori në shqyrtim (shih Fig. 1.97) mund të funksionojë në dy mënyra: zbrazje dhe pasurim.

Modaliteti i zbrazjes korrespondon me një uzi pozitive. Me një rritje në këtë, përqendrimi i vrimave në kanal zvogëlohet (pasi potenciali i portës është më i madh se potenciali i burimit), gjë që çon në një ulje të rrymës së kullimit.

Këtu është diagrami i lidhjes së transistorit (Fig. 1.99).

Drenimi ndikohet jo vetëm nga uzi, por edhe midis nënshtresës dhe burimit upi. Megjithatë, kontrolli i portës është gjithmonë i preferueshëm sepse rrymat hyrëse janë shumë më të ulëta. Përveç kësaj, prania në nënshtresë zvogëlon pjerrësinë.

Nënshtresa formon një kryqëzim pn me një burim, kullues dhe kanal. Kur përdorni një transistor, duhet pasur kujdes që ky kryqëzim të mos e zhvendosë atë përpara. Në praktikë, nënshtresa lidhet me burimin (siç tregohet në diagram) ose me një pikë në qark që ka një potencial më të madh se potenciali i burimit (potenciali i kullimit në qarkun e mësipërm është më i vogël se potenciali i burimit).

Le të përshkruajmë karakteristikat e daljes së transistorit MOS (kanali p i integruar) i tipit KP201L (Fig. 1.100) dhe karakteristikën e portës së tij (Fig. 1.101).

Transistor MOS me një kanal të induktuar (të induktuar).

Kanali mund të ketë përçueshmëri të tipit p dhe të tipit n. Për të qenë specifik, le të kthehemi te një transistor me kanal p. Le të japim një paraqitje skematike të strukturës së një transistori (Fig. 1.102), një përcaktim grafik konvencional të një transistori me një kanal të tipit p të induktuar (Fig. 1.103, a) dhe një kanal të tipit n (Fig. 1.103, b ).

Në uzi të tensionit zero, kanali mungon (Fig. 1.102) dhe kullimi është zero. Transistori mund të funksionojë vetëm në modalitetin e pasurimit, i cili korrespondon me uzi negative. Në këtë rast, ufrom> 0 Nëse qëndron pabarazia ufrom> nga pragu, ku nga pragu është i ashtuquajturi tension i pragut, atëherë midis burimit dhe kullimit lind një kanal i tipit p, përmes të cilit mund të rrjedhë rryma.

Kanali i tipit p lind për shkak të faktit se përqendrimi i vrimave nën portë rritet, dhe përqendrimi i elektroneve zvogëlohet, si rezultat i të cilit përqendrimi i vrimave është më i madh se përqendrimi i elektroneve.

Dukuria e përshkruar e një ndryshimi në llojin e përçueshmërisë quhet përmbysja e llojit të përçueshmërisë, dhe shtresa gjysmëpërçuese në të cilën ndodh (dhe që është kanali) quhet e përmbysur (inversion). Një shtresë e varfëruar në transportuesit e karikimit celular formohet drejtpërdrejt nën shtresën e kundërt. Shtresa e kundërt është shumë më e hollë se shtresa e varfëruar (trashësia e shtresës së kundërt është 1 · 10 - 9 ... 5 · 10 - 9 m, dhe trashësia e shtresës së varfëruar është 10 ose më shumë herë më e madhe).

Le të përshkruajmë qarkun komutues të transistorit (Fig. 1.104), karakteristikat e daljes (Fig. 1.105) dhe karakteristikën e portës së shkarkimit (Fig. 1.106) për transistorin MOS me kanalin p të induktuar KP301B.

Është e dobishme të theksohet se paketa softuerike Micro-Cap II përdor të njëjtin model matematikor për të simuluar të gjitha llojet e transistorëve me efekt në terren (por, natyrisht, me parametra të ndryshëm).