Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
Обозначения исходных данных
Концентрация доноров в канале
Концентрация акцепторов в затворе
Металлургическая толщина канала
Длина канала
Ширина канала
Физическая структура транзистора показана на рис.7
Рис. 7. Структура полевого транзистора с управляющим p-n-переходом:
S (Sourсe) – исток, D (Drain) – сток, G (Gate) – затвор, XY– оси координатной системы,
d – толщина эпитаксиальной плёнки, L – длина канала, a – металлургическая толщина канала, yG – глубина залегания управляющего p-n-перехода затвора.
Основные соотношения
Контактная разность потенциалов
Напряжение отсечки
Сопротивление канала
Подвижность электронов в канале следует рассчитать по формулам раздела 1.
Крутизна при :
.
Ток стока в зависимости от напряжений на стоке
и на затворе
в крутой области ВАХ,
После граничного напряжения на стоке транзистор переходит в пологую область и при
:
.
Ток стока при
При
Крутизна в пологой области
Не следует забывать, что в N –канальном транзисторе всегда ,
поэтому
.
Рис.8. Выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n-переходом в крутой и пологой областях.
Полевой транзистор с изолированным затвором
Транзистор выполняется на основе структуры металл-диэлектрик-полупроводник, которая является затвором транзистора. Физическая структура такого МДП или МОП N-канального транзистора показана на рис.9.
Рис. 9. Структура и условное обозначение МОПТ с индуцированным n-каналом
S (Sourсe) – исток, D (Drain) – сток, G (Gate) – затвор, B (Bulk) – подложка,
L – длина канала, d – толщина подзатворного диэлектрика, yj– глубина истока и стока.
Обозначения исходных данных
Концентрация акцепторов в подложке
Концентрация акцепторов в затворе
Концентрация фиксированных в окисле зарядов
Толщина подзатворного окисла
Длина канала
Ширина канала
Относительные диэлектрические проницаемости
,
Основные расчетные соотношения
Контактная разность потенциалов
Емкость диэлектрика
Напряжение плоских зон
Потенциал инверсии
Заряд акцепторов
Пороговое напряжение
Удельная крутизна
Подвижность электронов в канале следует рассчитать по формулам раздела 1.
Ширина ОПЗ в подложке при напряжении исток-подложка
удельная емкость подложки
коэффициент влияния подложки
Выходные вольтамперные характеристики в крутой области
.
Напряжение на стоке, соответствующее границе крутой и пологой областей
После этого напряжения наступает пологая область ВАХ
Рис.10. Типичные выходные ВАХ МОП-транзистора в крутой и пологой областях.
Параметры транзистора: b= 0,1 мА/В2, = 0,7 В,
= 0,5 В,
= 0,3.