Физические основы микроэлектроники, конспект лекций, страница 44

          Рис.4.15. Вольт-амперные характеристики МДП –транзистора

Таким образом, МДП -транзистор обладает очень большим входным сопротивлением. Кроме транзисторов с индуцированным каналом существуют транзисторы со встроенным каналом, то есть при нуле­вом напряжении на затворе канал уже существует. МДП –транзисторы могут быть как с каналом p  типа, так и n типа.

К униполярным транзисторам относят также транзисторы с управляющим p-n переходом, структура которых схематически представлена на рисунке 4.16.

 

Рис.4.16.    Структура полевого (канального) транзистора с управляющим p-n  переходом (а) и схема включения его в режиме перекрытия канала (б)

Канал проводимости в таких транзисторах представляет со­бой узкую область в исходном полупроводнике, не занятую обед­нённым слоем p-n переходов. Шириной этой области можно управлять, подавая на p-n переходы обратное смещение. В зависимости от этого меняется сопротивление исток-сток.

Как механизм протекания тока по каналу такого транзисто­ра, так и его выходные характеристики весьма близки к характе­ристикам МДП -транзистора.

4.7. ЗАДАЧИ К РАЗДЕЛУ 4

4.7.1.В германиевом диоде удельное сопротивление n -об­ласти при температуре 300 К равно 10^-4 0м*м, p области 10^-20м*м. Определить потенциальный барьер на переходе, если концентрация собственных носителей n_i=2*10¹⁹м^-3 подвижности электронов и дырок 0,135 м²/(ВС) и 0,048 м²/(ВС) соответст­венно.

4.7.2.Определить барьерную ёмкость p-n перехода и тол­щину слоя объёмного заряда, если N_д>>N_a  N_a=10²² м^-3  площадь перехода S=3*10^-4 м², потенциальный барьер равен 0,5 В, диэ­лектрическая проницаемость ε=16, внешнее смещение отсутствует.

4.7.3.Определить ток через p-n  переход при внешнем смещении +0,3 В, если

          σ_p=50 Ом^-1м^-1  σ_p/σ_n=30   D_p=5*10^-3 м²/с    τ_p=300 мкс   n_i=10²⁰ м^-3

          U_n/U_p=2         τ_p/τ_n=2      T=300 K     площадь перехода   S=1 мм²

         Сопротивлением объёма и паразитных утечек пренебречь.

4.7.4. Определить дифференциальное сопротивление p-n-         перехода при прямом смещении U=0.1 В   Т=290 К  Y₀=1 А/м². Площадь перехода S=10^-6 м²

 

4.7.5.Определить потенциальный барьер на переходе при Т=300 К в образце кремния с удельным сопротивлением дырочной и электронной областей 0,013 и 44,5 Ом*м соответственно. В кремнии подвижности дырок и электронов равны 480 и 1400 см²/(Вс), а концентрация собственных носителей составляет n_i=1.6*10¹⁶ м^-3

4.7.6. Определить ёмкость и толщину обеднённого слоя при обратном напряжении смещения 20 В, если ε=16, N_a=4*10²¹м^-3,N_Д=2*10²¹м^-3 потенциальный барьер равен 0,5 В, площадь контакта равна 10^-6м.

4.7.7.Оценить толщину обеднённого слоя в полупроводнике и толщину слоя металла, в котором находятся избыточные носите­ли, если расстояние между образцами порядка постоянной решётки (10^-7 см). Разность работ выхода составляет 1 ЭВ, а концентрация электронов в полупроводнике и металле 10¹⁴ и 10²² см^-3соответственно.

4.7.8.Транзистор имеет следующие параметры: эффективность эмиттера 99 %, коэффициент переноса 99,5 %, эффективность кол­лектора 100 %. Определить ток коллектора, если ток базы равен 20 мкА , а ток утечки коллектор-база при разомкнутой цепи эмитте­ра составляет 1 мкА . Транзистор включён по схеме с общей базой.