Консультация № 175424
19.12.2009, 03:31
0.00 руб.
0 2 1
Может я не в эту тему пишу... Скажите пожалуйста, почему в СВЧ-схемах используются n-канальные, а не p-канальные МОП-транзисторы? Опишите работу такого транзистора

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
21.12.2009, 02:05
общий
это ответ
Здравствуйте, Snegovik!
Сначала немного теории: МОП (Металл-Оксид-Полупроводник) - это самый простой тип полевого транзистора, разработанный для того, чтобы электро-статическое поле (от него и термин "полевой") с мизерной мощностью могло управлять током, протекающим через канал транзистора, к которому приложено напряжение (обычно постоянное). В результате было получено существенное усиление по мощности, но с гораздо более высоким КПД (Коэффициент Полезного Действия), чем у широко применявшихся в то время электронных ламп.
Принцип работы первых МОП-транзисторов был прост: через тонкий полупроводниковый стержень-канал пропускали электрический ток под воздействием источника напряжения. Канал n-типа (с микро-примесью 5-валентного металла типа Мышьяк) имел малочисленные свободные электроны, непрочно связанные с 4-валентной кристаллической решёткой основного материала полупроводника (на первых порах был Германий, затем стал популярен Кремний). Эти электроны могли перемещаться по стержню, образуя электрический ток (=направленное движение носителей заряда).
Вокруг стержня специальными технологическими процессами создавали очень тонкую защитную оболочку Оксида так, чтобы наружный металлический Затвор в форме цилиндра не имел гальванической связи с каналом, но мог своим электрическим полем воздействовать на электро-проводящие свойства канала: добавить либо убавить количество свободных электронов в канале (увеличение положителного потенциала в затворе притягивало свободные электроны и обогащало канал носителями, отрицательный затвор отталкивал носители вплоть до запирания канала).
Следующим шагом в развитии МОП было применение в полупроводниковй канале 3-х-валентной примеси (обычно металл Индий) вместо 5-валентной. Его проводимость была основана на движении так называемых Дырок - виртуальных положительно-заряженных носителей, из которых "сбежал" отрицательный электрон. Не все инженеры могли представить такие "дырки", но этот термин прочно вошёл в электронику, как носитель положительных зарядов (например: если электрон сместился влево по схеме, значит, "дырка" сместилась вправо).
Так "почему в СВЧ-схемах используются n-канальные, а не p-канальные МОП-транзисторы" - потому что в p-МОП схемах носителями заряда являются малоподвижные дырки, а для СВЧ подвижность носителей - самый актуальный параметр.
Резонно возникает вопрос: а почему в не-СВЧ-схемах используют p-канальные МОП-транзисторы? - потому что на низких частотах при каскадировании приходится разделять каскады конденсаторами, у которых ёмкость и габариты тем больше, чем ниже нижняя граничная частота. В первых операционных усилителях постоянного тока на электронных лампах не было комплементарных пар (приборов с противоположным типом проводимости), и каждый каскад усилителя приходилось снабжать индивидуальным блоком питания (тысячи "прожёрливых" шкафов!!).
В СВЧ-узлах переходные ёмкости мизерны, и легко-технологично интегрируются в кристалл микросхемы. Нет экономической выгоды вкладывать средства в разработку дорогих комплементарных СВЧ-аналогов на малоподвижных носителях. Я доходчиво рассказал?
См. также N-МОП — Википедия
5
Спасибо большое!
Неизвестный
01.01.2010, 20:05
общий
А всё можно было выразить в 2-х словах.. полупроводники на которых физически можно получить СВЧ приборы с изолированным затвором - это кремний и арсенид галлия, а они имеют проводимость n-типа.
:)
Форма ответа