Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом. Полевой транзистор с затвором Шоттки. Параметры полевых транзисторов. Дополнительные возможности МТ 4.21, страница 2

Крутизна S=dID/dUGдля всех полевых транзисторов примерно линейно зависит от напряжения на затворе и обращается в нуль вместе с током при пороговом напряжении или в точке отсечки, запирания транзистора. Удельная крутизна  представляет собой приращение крутизны на один вольт напряжения на затворе. Эта величина может быть отсчитана по графику GDG(UG) в точке UG -Un = 1 B, рис. 21.

Рис. 21.  Зависимость крутизны от напряжения на затворе МОП транзистора.

Смысл этого определения понятен, поскольку проводимость GDG и есть крутизна передаточной характеристики ID(UG). Используя маркер  на зависимости GDG(UG) из SibGraf 2D отсчитать в XY окошке две пары значений крутизны  и напряжения на затворе и рассчитать удельную крутизну  как отношение приращений:

.

Аналогично для ПТУП удельная крутизна может быть определена как отношение крутизны GDG(0) при нулевом напряжении на затворе к напряжению отсечки UG0 , рис.22.

Рис. 22.  Зависимость крутизны от напряжения на затворе для ПТУП.

Во всех точках анализируемой   передаточной характеристики транзисторы должны находиться в пологой области, т.е.  или , поскольку само понятие крутизны S определяется для пологой области ВАХ. Следует иметь в виду, что удельная крутизна аналогично коэффициенту подложки не зависит от режима, а определяется только подвижностью носителей в канале и его размерами. Для МОП транзистора  , ,  d  - толщина диэлектрика,  b и  L – ширина и длина канала. В ПТУП аналогично , здесь  W- толщина канала.

6. Дополнительные возможности  МТ 4.21

В предыдущих разделах мы везде подразумевали применение старой версии МТ 3.05. Последняя версия  МТ 4.21 среди прочих дополнительных возможностей позволяет создавать в структуре прибора изолированные окисные канавки. На рис. 1 показана структура арсенидгаллиевого ПТШ с окисными канавками, а на рис. 2 соответствующие фрагменты входного командного файла.

Возможности программы SemSim  в старой версии ограничивались диффузионно-дрейфовым приближением, применением модели Шокли-Рида для рекомбинации и моделированием лавинного умножения в сильных электрических полях. Версия МТ 4.21 содержит дополнительные функции моделирования рекомбинационных процессов: Оже рекомбинацию, излучательную рекомбинацию и модель междузонного туннелирования в сильных электрических полях. Соответствующие распределения представлены на рис.3 , а на рис. 4 ВАХ германиевого P+N+-перехода. 

Далее представлен тексты командных файлов германиевого и GaAs туннельных  диодов

COMM:PROJ='Ge_Tun_Diode',METH='SemSim',TIME='15:57:51 03/27/2009';

#BAS:

MESH:NX=60,NY=90,XX=1,YY=1,ZZ=1,MESH=2,HY0=0.1;

SOLV:COMM='Diode test',BATC=1,GUMM=20,GRES=0.001;

MODE:BBTL=2,ELHL=0,HVDO=1,IMPI=1;

}

#DOP:

DOPA:COMM='P-type',DOP=-5e+20,IWEL=3,XLFT=0.000000,XRGT=0.3,YTOP=0.000000,YBOT=0.2,

ALX=0.01,ALY=0.01,EXPX=2,EXPY=2;

DOPA:COMM='N-type',DOP=2e+19,IWEL=1,XLFT=0,XRGT=1,YTOP=0,YBOT=1,ALX=0.0005,ALY=1e-06,

EXPX=2,EXPY=2;

}

#MAT:

BAND:TEMP=290,EGAL=0.000473,EG30=0.66,ENV3=7.04e+17,ENC3=4.7e+17,CNSB=0.5,EGBE=636

;

PERM:EPSS=13.1;

BBTL:BBA=3.5e+24,BBE=2.13e+07;

WORK:FIS=4.17;

}

#REC:

SRH:ETRA=0.5,TAUN=1e-7;

RADI:RATE=1e-07;

RCMR:XLFT=0,XRGT=1,YTOP=0,YBOT=1,TNRR=1e-7,TPRR=1e-7,ETRR=0.5;

}

#IMP:

IONP:AN0=0;

IONE:EN0=0;

}

#ELE:

OHMI:NAME='Anode',NUM=1,LOC=1,XLT=0,XRT=0.2;

OHMI:NAME='Cathode',NUM=2,LOC=2,XLT=0,XRT=0.8;

}

#IVD:

IVDA:TEXT='IV-curve',NUMC=1,NPNT=21,V1=-0.02,VSTE=0.01,V2=0;

}

$

COMM:PROJ='GaAs_Tun_Diode',METH='SemSim',TIME='17:16:59 03/27/2009';

#BAS:

MESH:NX=90,NY=90,XX=1,YY=1,ZZ=1,MESH=2,HY0=0.1;

SOLV:COMM='Diode test',BATC=1,GUMM=50,GRES=0.001;

MODE:BBTL=2,ELHL=0,HVDO=1,IMPI=1;

}

#DOP:

DOPA:COMM='P-type',DOP=-2e+20,IWEL=3,XLFT=0.000000,XRGT=0.3,YTOP=0.000000,YBOT=0.2,

ALX=0.01,ALY=0.01,EXPX=2,EXPY=2;

DOPA:COMM='N-type',DOP=2e+19,IWEL=1,XLFT=0,XRGT=1,YTOP=0,YBOT=1,ALX=0.0005,ALY=1e-06,

EXPX=2,EXPY=2;

}

#MAT:

BAND:TEMP=290,EGAL=0.00054,EG30=1.42,ENV3=7.04e+17,ENC3=4.7e+17,CNSB=0.5,EGBE=204

;

PERM:EPSS=13.1;

BBTL:BBA=3.5e+24,BBE=2.13e+07;

WORK:FIS=4.17;

}

#REC:

SRH:ETRA=0.5,TAUN=1e-7;

RADI:RATE=1e-07;

RCMR:XLFT=0,XRGT=1,YTOP=0,YBOT=1,TNRR=1e-7,TPRR=1e-7,ETRR=0.5;

}

#IMP:

IONP:AN0=0;

IONE:EN0=0;

}

#ELE:

OHMI:NAME='Anode',NUM=1,LOC=1,XLT=0,XRT=0.2;

OHMI:NAME='Cathode',NUM=2,LOC=2,XLT=0,XRT=0.8;

}

#IVD:

IVDA:TEXT='IV-curve',NUMC=1,NPNT=33,V1=-0.02,VSTE=0.02,V2=0;

}

$

Рис.23 .  Распределение скоростей генерации вблизи металлургической границы  перехода.

Рис.24 . Вольтамперная  характеристика германиевого туннельного диода, полученная с помощью MT 4.21

Рис.25 . Вольтамперная  характеристика арсенид-галлиевого туннельного диода, полученная с помощью MT 4.21