В последние годы в нескольких публикациях были представлены полевые транзисторы (ПТ), основанные на полупроводниковых нанопроволоках с затворным электродом, обернутым по всей окружности нанопроволоки (например, [1], [2]), где говорится , что эта обмотка Круговая или круговая конфигурация затвора дает наилучший контроль за истощением носителей заряда из области внутри затвора.
Однако это несколько противоречит типичной электростатике из учебника: по закону Гаусса электрическое поле внутри заряженной оболочки цилиндра равно нулю, поэтому коаксиальные и экранированные кабели работают – электрический заряд, каким-то образом наведенный на проводнике экрана, не действует. влияют на сигнальную линию, которая находится внутри экрана. Если теперь сделать наивное предположение, что затвор с обмоткой представляет собой в основном кусок цилиндрической оболочки, обернутой вокруг полупроводникового материала, я ожидаю, что какое бы напряжение ни прикладывалось к нему, оно не должно вызывать электрического поля внутри и, следовательно, не должно вызывать истощение носителя. Так что с этой точки зрения эта конструкция транзистора вообще не должна работать, не говоря уже о том, что лучше, чем другие конструкции.
Итак, вопрос в том, какое из моих предположений неверно в данном контексте и как его исправить, чтобы все это заработало?
Электрическое поле внутри заряженной оболочки цилиндра НЕ равно нулю, если внутри есть коаксиальный проводник, потенциал которого отличается от потенциала внешней оболочки. Это уже имеет место в цилиндрическом конденсаторе с коаксиальными металлическими электродами. Если в таком коаксиальном цилиндрическом конденсаторе (с изолятором, заполняющим пространство между электродами) заменить внутренний металл полупроводником и присоединить к обоим концам полупроводникового цилиндра омические контакты, то у вас уже, в принципе, накрутка полевой транзистор металл-изолятор-полупроводник с затвором (MISFET). При этом приложенное напряжение между внешним металлом (затвором) и внутренним полупроводником создает электрическое поле, индуцирующее заряд на внутреннем полупроводнике, создавая проводящий инверсионный канал, которым можно управлять приложенным напряжением затвора между внешним металлом и внутренним полупроводником ( обычно один контакт называется источником). Это можно использовать для модуляции тока, создаваемого приложенным напряжением (напряжение сток-исток) между контактами на концах внутреннего полупроводника, который затем представляет собой полевой МДПТ или МОП-транзистор с затвором, когда изолятор представляет собой оксид.
Чиминион
Джон Кастер
свободный