Принцип действия полевого транзистора

В последние годы большое место в электронике заняли приборы, использующие явления в приповерхностном слое полупроводника. Основным элементом таких приборов является структура Металл-Диэллектрик-Полупроводник /МДП/. В качестве диэллектрической прослойки между металлом и полупроводником часто используют слой оксида, например диоксид кремния. Такие структуры носят название МОП-структур. Металлический электрод обычно

наносят на диэллектрик вакуумным распылением. Этот электрод называется затвором. Если на затвор подать некоторое напряжение смещения относительно полупроводника , то у поверхности полупроводника возникает область объемного заряда, знак которой противоположен знаку заряда на затворе. В этой области концентрация носителей тока может существенно отличаться от их объемной концентрации. Заряжение приповерхностной области

полупроводника приводит к появлению разности потенциалов между нею и объемом полупроводника и, следовательно, к искривлению энергетических зон. При отрицательном заряде на затворе, энергетические зоны изгибаются вверх, так как при перемещении электрона из объема на поверхность его энергия увеличивается. Если затвор заряжен положительно то зоны изгибаются вниз. Hа рисунке 1 показана зон- ная структура n-полупроводни- ка при

отрицательном заряде на затворе и приведены обозначе- ния основных величин, характе- ризующих поверхность; -раз- ность потенциалов между повер- хностью и объемом полупровод- ника; - -изгиб зон у повер- хности; ................. -се- редина запрещенной зоны. Из рисунка 2 видно, что в объеме полупроводника расстояние от дна зоны проводимости до уров- ня Ферми меньше расстояния от уровня Ферми до потолка вален- тной зоны. Поэтому равновес- ная

концентрация электронов больше концентрации дырок: как и должно быть у n-полупровод- ников. В поверхностном слое объемного заряда происходит искревление зон и расстояния от дна зоны проводимости до уровня Ферми по мере перемеще- ния к поверхности непрерывно увеличивается, а расстояние до уровня Ферми до потолка вален- тной зоны непрерывно уменьшается. В сечении АА эти расстояния становятся одинако- выми (..................) и