Dodał admin, 2007-10-09 Autor / Opracowanie: Tomasz Bajdan

Pierwszy tranzystor skonstruowano w 1947 roku w laboratoriach firmy Bell Telephone Laboratories. Wynalazcami są John Bardeen, Walter Houser Brattain oraz William Bradford Shockley.

Jeśli bramka G jest polaryzowana zaporowo coraz większym napięciem UG, napięcie odcięcia UP i prąd nasycenia IDnas SA coraz mniejsze.
Główną zaletą tranzystorów polowych jest duża oporność wejściowa. Podstawowe parametry tranzystora polowego zależą od wymiarów kanału i bramki, od koncentracji N domieszek w obszarze kanału i od ruchliwości nośników większościowych w kanale.
Kanał z ma na ogół grubość 0,3 – 2 ľm. Napięcia odcięcia zawierają się od kilku do kilkuset V.
Tranzystory polowe o większej mocy, wymagające małej oporności kanału, wykonuje się w postaci kilku równolegle połączonych tranzystorów elementarnych.
Drugim typem tranzystora polowego jest tranzystor, w którym bramka jest utworzona przez strukturę metal – dielektryk – półprzewodnik zwaną MIS (ang. metal – isulator – semiconductor), czyli jest podobna do kondensatora.
Źródło i dren tworzą dwa obszary n dyfundowane do płytki typu p. Stosowana jest również odwrotna, komplementarna kombinacja typów przewodnictwa. Jako dielektryk w bramce najczęściej stosowany jest tlenek SiO2. Ten rodzaj t5ranzystora polowego spotyka się przeważnie pod nazwą MOS lub MOS FET (ang. metal – oxide – semiconductor). Model pasmowy struktury MIS pokazuje.
Gdy bramka nie jest spolaryzowana, obszary źródła i drenu są odizolowane od siebie przez zaporowo spolaryzowane złącze p – n, tak, że płynie między nimi tylko bardzo mały prąd nasycenia złącza.
Gdy metalowa elektroda bramki zostanie spolaryzowana dodatnio, indukują się ładunki dodatnie i ujemne po obu stronach dielektryka. Ładunek ujemny indukowany w półprzewodniku jest początkowo złożony z nieruchomych jonów akceptorowych, a ponieważ krawędzie pasm zaginają się do dołu, przy powierzchni tworzy się warstwa uboższa w ruchome nośniki. Gdy polaryzacja wzrasta, poziom Fermiego zbliża się do pasm przewodnictwa w pobliżu powierzchni granicznej półprzewodnik – dielektryk. Przy dostatecznym zbliżeniu tworzy się na powierzchni duża koncentracja elektronów swobodnych (A), które teraz łącznie z jonami akceptorowymi równoważą dodatni ładunek (B) na elektrodzie metalowej. Gdy koncentracja elektronów przewyższy koncentrację akceptorów w materiale typu p, na powierzchni tworzy się inwersyjna warstwa typu n, utworzona przez swobodne elektrony. Ta warstwa tworzy kanał łączący obszary dyfuzyjne typu n źródła i drenu, zwiększając znacznie przewodność między nimi. Im większe jest napięcie polaryzacji bramki, tym silniej przewodzi indukowany w ten sposób kanał. W tym typie tranzystora następuje wzbogacenie kanału nośniki przy wzroście napięcia bramki w przeciwieństwie do tranzystora z bramka złączową, w którym wzrost napięcia bramki powoduje zubożenie kanału. W rzeczywistości na powierzchni granicznej półprzewodnik – dielektryk istnieje pewna koncentracja stanów powierzchniowych, które muszą być zneutralizowane, zanim mogą być indukowane ruchome elektrony. Wskutek tego zanim utworzy się kanał inwersyjny i przewodność między źródłem a drenem zacznie wyraźnie wzrastać, napięcie bramki musi przewyższać pewne napięcie progowe. Napięcie progowe w tranzystorze MOS wynosi zwykle 4- 5 V i jest zbyt wysokie z punktu widzenia pewnych zastosowań. Stosuje się kilka sposobów zmniejszania napięcia progowego. Pierwszym sposobem jest użycie krzemu o orientacji (100) zamiast (111). Powierzchnia (100) ma mniejszy stały ładunek stanów powierzchniowych, dzięki czemu napięcie progowe maleje od 2 do 3 V. Drugim sposobem jest użycie dielektryka azotku krzemu zamiast tlenku krzemu SiO2. Użycie azotku krzemu, o większej przenikalności dielektrycznej, powoduje spadek napięcia progowego.