Полевые транзисторы со структурой «металл - диэлектрик - полупроводник»

 Исследования показали, что управлять проводимостью тонкой полупроводниковой пластины можно и с по­мощью проводящего электрода — затвора, расположенно­го очень близко от пластины (расстояние в доли микрона). Для получения такого малого расстояния между затвором и полупроводниковой областью располагается тонкий слой диэлектрика. Поэтому эти приборы называют полевыми транзисторами МДП-типа (от первых букв полного назва­ния «металл — диэлектрик — полупроводник»). За рубежом популярно несколько иное название: приборы MOS-типа - от названия структуры «металл - окисел — полу­проводник», в которой окисел кремния играет роль ди­электрика под затвором. ВАХ и передаточные характеристики таких транзис­торов напоминают характеристики пентодов. Но гово­рить о входной характеристике МДП-транзистора не имеет смысла — входной ток практически равен нулю (или ничтожно мал из-за утечек) при любой полярности напряжения на затворе. Это, кстати говоря, полностью исключает нелинейные искажения, связанные с нели­нейностью входной характеристики. Полевые МДП- транзисторы могут быть двух классов с n-канальным затвором и р-канальным. То есть, как и биполярные транзисторы, они являются комплементарны­ми приборами, отличающимися противоположной поляр­ностью всех напряжений и токов. Кроме того, приборы могут иметь встроенный проводящий канал (т. е. они нормально открыты) или индуцированный затвором канал (такие приборы нормально закрыты). На основе интеграции многих сотен и тысяч элементарных МДП-структур были созданы мощные МДП-транзисторы с рабочими напряжениями до 800—1000В и рабочими токами от единиц до десятков ампер. Мощные МДП-транзисторы имеют различные конструкции. Есть прибо­ры с V-образной канавкой, или VMOS-типа, приборы фирмы Siemens с особой структурой SIMPMOS и т. д. Полевые транзисторы не только имеют «ламповые» характеристики и высокое входное сопротивление. Они имеют квадратичный участок передаточной характеристики, порой переходящий в довольно протяженный линейности участок. ВАХ полевых транзисторов характерны  плавными перегибами, что способствует уменьшению нели­нейных искажений при перегрузках. Отсутствие явления накопления избыточных зарядов в структуре и высокое быстродействие уменьшают динамические искажения при перегрузке усилителей на таких приборах. По такому важному параметру, как добротность (от­ношение крутизны S к суммарной емкости электродов С0) мощные полевые транзисторы намного превосходят луч­шие типы электронных ламп. И по энергетическим показателям эти приборы сейчас заметно превосходят приме­няемые в бытовых устройствах приемно-усилительные пампы. Не случайно, что многие усилители мощности класса Hi-Fi и High-End выполняются в последние годы на мощных полевых транзисторах, а самые престижные мо­дели вообще целиком строятся на полевых транзисторах.