Подвижность и дрейфовая скорость. Токи диффузионных переходов. Полевой транзистор с изолированным затвором (Основные формулы для расчета), страница 3

Т.е. с плюсом в узлы, к которым подключена емкость и с минусам в недиагональные элементы с индексами узлов, между которыми подключена емкость.

4.7. 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. 45.

Металлургическая толщина канала  

	Рис.45. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом             S – sourse – исток,                D – drain – сток,             G – gate – затвор,                  B – bulk – подложка,             d – толщина эпитаксиальной пленки,             xG – глубина залегания управляющего p-n перехода зат- вора.

 

Основные соотношения

Контактная разность потенциалов    

Напряжение отсечки     

Сопротивление канала   ,           .

Подвижность электронов в канале  следует рассчитать по формулам раздела 4.1.

Крутизна при =0:      .

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:

.

Ток стока при =0:     

При ,     

Крутизна в пологой области    .

Не следует забывать, что в n-канальном транзисторе всегда , поэтому .

4.8. 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. 46.

	Рис. 46. Структура МОП транзистора. Обозначения электродов те же, что и на рис. 45. d – толщина подзатворного диэлектрика.

 

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:

-         - 3.8;

-             - 11.8.

Основные расчетные соотношения

Контактная разность потенциалов     .

Емкость диэлектрика                         .

Напряжение плоских зон                             .

Потенциал инверсии                          .

Заряд акцепторов в подложке            .

Пороговое напряжение                      .

Удельная крутизна                                       .

Подвижность электронов в канале  следует рассчитать по формулам раздела 4.1.

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

.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.  Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. – CПб.: ЛАНЬ, 2000.

2.  Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

3.  Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Г. Основы микроэлектроники. - М.: Радио и связь, 1991.

4.  Россадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. - М.: Высшая школа, 1991.

Дополнительная

5.  Гаман В.И. Физика полупроводниковых приборов. Томск, 2000.

6.  Ферри Д.,Эйкерс Л.,Гринич Э. Электроника ультрабольших ИС –М.: Мир , 1991.

7.  Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. Т. 1 - 2. - М.: Мир, 1984.

8.  Блихер А. Физика силовых биполярных и полевых транзисторов. Л.: Энергоатомиздат, 1986.

9.  Маллер Р. Кеймингс Т. Элементы интегральных схем.-М.: Мир, 1989.

10. Сугано Т. Введение в микроэлектронику - М.: Мир, 1988.

11. Макаров Е.А. Физика полупроводниковых приборов. Конспект лекций, НГТУ, Новосибирск, 2002.