Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Характеристики МОП ПТ в области плавного канала





Рассмотрим полевой транзистор со структурой МДП, схема которого приведена на рисунке 6.2. Координата z направлена вглубь полупроводника, y – вдоль по длине канала и х – по ширине канала.

Получим вольт‑амперную характеристику такого транзистора при следующих предположениях:

1. Токи через р‑n переходы истока, стока и подзатворный диэлектрик равны нулю.

2. Подвижность электронов μ n постоянна по глубине и длине L инверсионного канала и не зависит от напряжения на затворе V GS и на стоке V DS.

3. Канал плавный, то есть в области канала нормальная составляющая электрического поля Е z существенно больше тангенциальной Е y.

Рис. 6.2. Схема МДП‑транзистора

Ток в канале МДП‑транзистора, изготовленного на подложке р ‑типа, обусловлен свободными электронами, концентрация которых n (z). Электрическое поле Е у обусловлено напряжением между истоком и стоком V DS. Согласно закону Ома, плотность тока

, (6.1)

где q – заряд электрона, μ n – подвижность электронов в канале, V – падение напряжения от истока до точки канала с координатами (x, y, z).

Проинтегрируем (6.1) по ширине (x) и глубине (z) канала. Тогда интеграл в левой части (6.1) дает нам полный ток канала I DS, а для правой части получим:

. (6.2)

Величина есть полный заряд электронов в канале на единицу площади . Тогда

. (6.3)

Найдем величину заряда электронов Q n. Для этого запишем уравнение электронейтральности для зарядов в МДП-транзисторе на единицу площади в виде:

. (6.4)

Согласно (6.4) заряд на металлическом электроде Q m уравновешивается суммой зарядов свободных электронов Q n и ионизованных акцепторов Q B в полупроводнике и встроенного заряда в окисле Q ox. На рисунке 6.3 приведена схема расположения этих зарядов. Из определения геометрической емкости окисла С ox следует, что полный заряд на металлической обкладке МДП‑конденсатора Q m равен:

, (6.5)

где V ox – падение напряжения на окисном слое, С ox – удельная емкость подзатворного диэлектрика.

Поскольку падение напряжения в окисле равно V ox, в полупроводнике равно поверхностному потенциалу ψ s, а полное приложенное к затвору напряжение V GS, то

, (6.6)

где Δ φ ms – разность работ выхода металл – полупроводник, ψ s0 – величина поверхностного потенциала в равновесных условиях, т.е. при напряжении стока V DS = 0.

Рис. 6.3. Расположение зарядов в МДП‑транзисторе

Из (6.4), (6.5) и (6.6) следует:

. (6.7)

Поскольку в области сильной инверсии при значительном изменении напряжения на затворе V GS величина поверхностного потенциала меняется слабо, будем в дальнейшем считать ее постоянной и равной потенциалу начала области сильной инверсии ψ s0 = 2φ 0. Поэтому будем также считать, что заряд акцепторов Qв не зависит от поверхностного потенциала. Введем пороговое напряжение V Т как напряжение на затворе V GS, соответствующее открытию канала в равновесных условиях: .

При этом Q n(V DS = 0) = 0.

Из (6.7) следует, что

. (6.8)

Тогда с учетом (6.8)

. (6.9)

Подставляя (6.9) в (6.3), разделяя переменные и проведя интегрирование вдоль канала при изменении y от 0 до L, а V (y) от 0 до V DS, получаем:

. (6.10)

Уравнение (6.10) описывает вольт‑амперную характеристику полевого транзистора в области плавного канала.

Date: 2015-05-05; view: 464; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию