5.2.1. Нормальная (прямая) структура полевого транзистора на основе гетероперехода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      d_d                 d*               d_i 

 

 

 

 

 

 

 

d_d = 40 нм      d^* = 5 нм     d_i = 200 нм

 

Зонная диаграмма формирования 2D электронного газа в нормальной (прямой) структуре полевого транзистора на основе гетероперехода при нулевом смещении на затворе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d_d                 d*               d_i 

	Легиров. слой (Al,Ga)As ND  51017см-3
			Нелегир. слой GaAs NА  1014см-3

 

 

 

 

Зонная диаграмма формирования 2D электронного газа в нормальной (прямой) структуре полевого транзистора на основе гетероперехода при отрицательном смещении на затворе

 

При отрицательном смещении на затворе по отношению к массе полупроводника уровень Ферми в районе гетероперехода искривляется и удаляется от энергетических уровней электронов в потенциальной яме, образованной вблизи скачка дна зоны проводимости. Концентрация электронов в 2D электронном газе падает, и падает проводимость канала транзистора.

Сказанное иллюстрируется следующими рисунками:

 

 

 

 

n_пов (10¹² см ^–2)

 

2

Поверхностная концентрация эл-нов

в функции от напряжения на затворе

1

 

 

  0            1          2                  U_З, В

 

Поверхностная концентрация определяет поверхностную проводимость слоя

2D электронного газа и, соответственно, определяет и сопротивление канала транзистора

R_□ = ;

R_К = R_□

Зная сопротивление канала, можем ориентировочно найти ток стока:

        1

 

                                                                                   

  

 

 

          0                1                 2           U_З, В

 

При достаточно большом напряжении на затворе возникает насыщение тока стока. Насыщение определяется теми же процессами в канале полевого транзистора с гетеропереходом, что и в канале обычного МДП транзистора.

 

 

 

 

 

 

5.2.2. Обратная структура полевых транзисторов на основе гетероперехода.

   

нелегир. (Al,Ga)As

   нелегир. GaAs                          легир. (Al,Ga)As

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При отрицательном смещении на затворе по отношению к массе полупроводника уровень Ферми в районе гетероперехода искривляется и удаляется от энергетических уровней электронов в потенциальной яме, образованной вблизи скачка дна зоны проводимости. Концентрация электронов в 2D электронном газе падает, и падает проводимость канала транзистора.

 

Ниже показана зависимость поверхностной плотности заряда на гетеропереходе и ток стока в функции от напряжения на затворе.

 

            n_пов (10¹²см^-2)                                    I_C

 

                 2

 

                 1

 

                 0           1          2      U_З                 0             1          2        U_З

 

 

5.2.3. Полевые транзисторы на основе гетероперехода с р-каналом.

 

В этих транзисторах используется 2D- дырочный газ

Appl. Phys. Lett.: v.44

№1 p.139-141 (June 1984)