Классификация интегральных микросхем. Исследование ионно-плазменного распыления материалов. Исследование статических передаточных характеристик каскадов на МДП-транзисторов, страница 22

2.1. Изучить приложение описания лабораторной работы, рекомендованную литературу, ответить на контрольные вопросы.

2.2. Изучить лабораторный стенд, задание на лабораторную работу и методические указания к нему.

2.3. В тетради подготовить бланк отчета лабораторной работы, который должен содержать название работы, цель работы и оформленные пункты заглавия домашней подготовки.

2.4. Начертить схемы исследуемых каскадов.

3. ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ

3.1. Снять и построить зависимость  для нагрузочного транзистора. Затвор соединен со стоком. Построить зависимость  полученного графика определить (экстраполяцией прямой по оси абсцисс) и  (по наклону прямой).

3.2. Снять зависимость  для основного транзистора при Ec=10 В. Построить зависимость. Из полученного графика определить Uсн и в.

3.3. Снять и построить зависимость  для каскада с резистором в качестве нагрузки при E=10 В. На том же графике построить расчетную кривую , используя  и  из п.2.

3.4. Повторять п.3 для каскада с транзистором в качестве нагрузки. Подложка и исток нагрузочного транзистора коротко замкнуты. Затвор нагрузочного транзистора соединен со стоком.

3.5. Повторить п.4 для случая, когда подложка нагрузочного транзистора заземлена.

3.6. Снять и построить  при различных величин ΔE (рис, 1.6 б). Значения ΔE = 0,2,4,6,10 В.

3.7. При напряжении Eс = 10 В снять и построить передаточные характеристики каскада  для двух случаев, когда подложка нагрузочного транзистора соединена с истоком и заземлена. Величину ΔE взять равной 0,2,4,6,

10 В.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Особенности инвертора с резистором в качестве нагрузки.

2. Особенности инвертора с МДП - транзистором в качестве нагрузки.

3. Особенности инвертора на МДП - транзисторах, изготовленных на общей подложке.

4. Особенности инвертора с дополнительным смещением затвором нагрузочного транзистора.

5. Объяснить полученные результата проведенных исследований.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Вольт - амперные характеристики МДП - транзисторов

Суть работа МДП - транзистора состоит в том, что в полупроводнике при приложении напряжения между затвором и подложкой (7 a), превышающем некоторое начальное значение Unop , в области, непосредственно примыкающей к изолятору, индуцируется заряд подвижных носителей тока (электронов в    n - канальном транзисторе), отделенных от p-подложки изолирующем слоем ОПЗ. Данный индуцированный заряд создает возможность для протекания тока между истоком и стоком. Величина проводимости индуцированного канала определяется количеством индуцированного заряда, т.е., напряжением затвор-подложка или затвор-исток, если исток присоединен к подложке. Это дает возможность управлять током стока путем изменения напряжения затвор-подложка. Вольт - амперная характеристика (ВАХ) такого прибора показана на рис.7 б. При в напряжении  ток стока отсутствует, так как отсутствует n - канал. При через прибор течет ток Ic

Формируется участок крутой ВАХ, однако нарастание тока с увеличением напряжения стока уменьшается. Последнее связано с тем, что вблизи тока стока разность потенциалов между каналом и затвором уменьшается, что приводит к его обеднению, и, следовательно, замедлению роста тока. Для области крутой ВАХ зависимость Iс от Uc определяться уравнением

                                                  (1)

где  - соотношение ширины и длины канала.

а                                                        б

Рис.8.: a - структура МДП - транзистора;

б - семейство его выходных характеристик

При некотором напряжении  канал вблизи стока смыкается и ВАХ переходит в области пологих характеристик, где ток стока почти не зависит от напряжения стока, и может быть записан уравнением

                                                  (2)

Крутизна прибора  является нелинейной функцией тока стока. Области перехода от крутых ВАХ к области пологих ВАХ определяется уравнением

                                                      (3)

Каскад с нагрузочным резистором.

В схемах на дискретных элементах нагрузкой стоковой цепи транзистора чаще  является линейный резистор (рис 8 а), а в интегральных схемах в стоковую цепь включается нагрузочный транзистор (рис 9 а)