1.2 MDYA-tranzistorlar tuzulishi va ishlash tamoyili
Yarimo‘tkazgich asosida tayyorlangan n-kanalli MDYa-tranzistorning real strukturasi 1–rasmda ko‘rsatilgan. Maydon effektini hosil qiluvchi metel elektrodni zatvor (Z) deb atashadi. Qolgan ikkita elektrodlarni istok (I) va stok (S) deb atashadi. Kanalning ishchi tashuvchilari (mos keluvchi kuchlanish qutublarida) keladigan elektrod stokdir. Agarda kanal n-turda bo‘lsa, ishchi tashuvchilar – elektronlar va stok qutubi musbat bo‘ladi. Istokni odatda taglik (T) deb ataluvchi asosiy yarimo‘tkazgich plastinasiga ulashadi.
I shlash prinsipi. Sirtning muvozanatli potensiali nolga teng ( US0 0) bo‘lgan ideal holatda n-kanalli MDYa-tranzistor quyidagicha ishlaydi. Zatvor istok bilan ulangan bo‘lsin, ya’ni UZI. Bu holatda kanal mavjud bo‘lmaydi va stok hamda istok orasidagi yo‘lda ikkita qarama qarshi ulangan p-n+-o‘tish bo‘ladi.
Shuning uchun USI kuchlanishi berilganda stok zanjiridagi tok juda kichik bo‘ladi.
A garda zatvorga manfiy kuchlanish berilsa, sirt oldi qatlami kovaklar bilan boyitiladi; bunda ishchi zanjirda tok kam o‘zgaradi. Agarda zatvorga yanada katta musbat siljish UZI berilsa, dastlab kambag‘allashgan qatlam (akseptorlarning hajmiy zaryadi) hosil bo‘ladi. So‘ngra elektronlarning inversion qatlami hosil bo‘ladi, ya’ni o‘tkazuvchi kanal. Shundan so‘ng stok toki yakuniy qiymatga ega bo‘ladi va zatvordagi kuchlanishga bog‘liq bo‘ladi. Bu MDYa-tranzistorning rejimidir. Kirish toki (zatvor zanjirida) kam bo‘lganligi uchun quvvat bo‘yicha kuchaytirish bo‘ladi.
Muvozanat holatda mavjud bo‘lmagan va tashqi kuchlanish ta’sirida hosil bo‘luvchi kanallar induksion (hosil bo‘ladigan) deyiladi. Hosil bo‘lgan kanalning qalinligi (1-2 nm) deyarli o‘zgarmasdir. Shuning uchun kanal o‘tkazuvchanligining modulyasiyasi tashuvchilar konsentrasiyasining o‘zgarishi tufaylidir. Kanal hosil bo‘lishiga olib keluvchi zatvordagi kuchlanishni ostonaviy kuchlanish deb atashadi va U0 bilan belgilanadi. Kanalning uzunligi L istok va stok qatlamlari orasidagi masofaga teng bo‘lsa, kenligi Z – mazkur qatlamlarning kengligiga tengdir
Agarda n-turdagi taglik tanlansa, istok va stok qatlamlarini p+-turda qilinsa, p-kanalli hosil bo‘linadigan MDYa-tranzistor hosil bo‘ladi. Unga teskari qutubdagi ostonaviy va ishchi kuchlanish xarakteridir.
MDYa-tranzistor tagliklarini, kanalni hosil bo‘lishini osonlashtirish va istok
hamda stok o‘tishlarning teshilish kuchlanishini oshirish maqsadida yuqori solishtirma qarshilikka ega bo‘lgan materialdan tayyorlashadi.
MDYa-tranzistorlarning ishlash mexanizmi va xossalari bir xildir. Biroq ayrim farq mavjuddir. Birinchidan, n-kanalli tranzistorlarning ishchi tashuvchilari – elektronlarning harakatchanligi kovaklarnikiga qaraganda uch marta katta bo‘lganligi uchun ular tezkor bo‘ladi. Ikkinchidan, n- va p- kanalli tranzistorlarning sirtoldi qatlamlarining strukturasi muvozanat holatda farq qiladi.
Bu esa ostonaviy kuchlanish kattaligiga ta’sir qiladi.
Sirtoldi qatlam strukturasidagi farq, oksid mavjud bo‘ladigan musbat zaryadning turlicha ta’siri bilan tushuntiriladi. N-turdagi taglikda maskur zaryad pkanalni hosil bo‘lishiga to‘sqinlik qiluvchi boyitilgan qatlamni hosil qiladi. Bunga mos ravishda p-kanalli tranzistorda ostonaviy kuchlanish katta bo‘ladi. P-turdagi taglikda maskur zaryad kambag‘allashgan qatlamni hosil qiladi, ya’ni n-kanal hosil bo‘lishini yengillashtiradi; shu sababli n-kanalli tranzistorlarda ostonaviy kuchlanish kamayadi.
Ba’zida oksiddagi musbat zaryad nafaqat kambag‘allashgan, balki invers qatlamni hosil qilishi mumkin, ya’ni n-kanalni. Bunday kanal nol kuchlanishda mavjud bo‘lganligi uchun uni induksiyalangan deb bo‘lmaydi. Demak, ostonaviy kuchlanish kattaligi o‘zining oddiy ma’nosini yo‘qotadi. Mazkur turdagi
tranzistorlarda kanalni mavjud bo‘lgan deb atashsa, ostonaviy kuchlanish o‘rniga uzish kuchlanishi degan parametr kiritiladi. Bu kuchlanishda muvozanatdagi inversion qatlamdagi elektronlar sirtdan ittariladi va mavjud bo‘lgan kanal yo‘q bo‘ladi. Umuman olganda ichki kanalning mavjud bo‘lishi MDYatranzistorlarning ishlatilishiga to‘sqinlik qilmaydi.
Bunday tranzistorlar zatvordagi kuchlanishning ikkala qutubida ishlaydi: manfiy qutubda kanal tashuvchilar bilan kambag‘allashgan va stok toki kamayadi, musbat qutubda kanal boyitiladi va tok oshadi. Zatvordagi kuchlanishning bitta qutubida ishlasa ham kanali hosil qilinadigan tranzistorlar keng tarqalgandir. Ichki kanal talab qilingan hollarda kanal, ionli legirlash usuli yordamida yupqa sirt oldi qatlami ko‘rinishida tayyorlanadi.
