Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Электроника»

Лабораторная работа №3

по теме: «Исследование МДП-структуры»

Выполнила: студентка БСТ2001

Курило А.А.

Вариант 11

Проверила: старшая преподавательница

Сретенская Н.В.

Москва 2022г.

1. Цель работы

Изучение особенностей структуры металл – диэлектрик – полупроводник (МДП) и возможностей её применения в электронике.

2 Краткая теория

Рисунок 1 – МДП-структура и МДП-транзистор

Принцип работы МДП-транзистора с n-проводимостью:

1. Между затвором и истоком прикладывается плюсовое напряжение к затвору.

2. Между металлическим выводом затвора и подложкой появляется электрическое поле.

3. Электрическое поле притягивает к приповерхностному слою диэлектрика свободные электроны, ранее распределенные в кремниевой подложке.

4. В приповерхностном слое появляется область проводимости (канал) n-типа, состоящая из свободных электронов.

5. Между выводами стока и истока появляется «мост», проводящий электрический ток.

6. Проводимость полевого транзистора регулируется величиной внешнего управляющего напряжения. При его снятии проводящий «мостик» исчезнет и прибор закроется.

МДП-транзисторы имеют ряд преимуществ:

1. возможность мгновенного переключения;

2. отсутствие вторичного пробоя;

3. хорошая эффективность работы при низких напряжениях;

4. стабильность при температурных колебаниях;

5. низкий уровень шума при работе;

6. большой коэффициент усиления сигнала;

7. экономичность в плане энергопотребления;

Основные обозначения:

φмп – контактная разность потенциалов металл – полупроводник;

d – толщина диэлектрика;

q – элементарный электрический заряд;

– абсолютная электрическая постоянная;

– относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника и диэлектрика;

N – концентрация примеси в полупроводнике.

W – ширина канала МДП–транзистора;

L – длина канала.

µ – коэффициент подвижности носителей в канале.

Пороговое напряжение, которым характеризуется идеализированная МДП–структура:

Удельная емкость МДП–структуры (С0):

Ёмкость затвор-канал:

Ток стока:

Удельная крутизна:

3 Ход лабораторной работы

Рисунок 2 – Исследование МДП-структуры

Таблица 1 – Заполненная таблица для варианта 11 (5)

Исходные данные	Измененный параметр	Пороговое напряжение, (B)	Удельная крутизна, (А/В2)	Удельная емкость, (Ф/мкм2)	Емкость затвор-канал, (Ф)
из табл. 1, приведенной в методических указаниях	–	1,7701	3,5593*10-5	8,6287*10-17	6,4715*10-17
При самостоятельно изменённом параметре с целью уменьшения порогового напряжения	Уменьшение Концентрации акцепторной примеси (N)	0,4372	3,5593*10-5	8,6287*10-17	6,4715*10-17
При самостоятельно изменённом параметре с целью увеличения удельной крутизны	Увеличение ширины канала(W) или уменьшение длины канала(L)	1,7701	7,7966*10-5	8,6287*10-17	9,7612*10-17
При самостоятельно изменённом параметре с целью уменьшения ёмкости затвор-канал	Уменьшение ширины канала(W) или уменьшение длины канала(L)	1,7701	7,7966*10-5	8,6287*10-17	2,9030*10-18