4. Что такое пороговое напряжение мдп–структуры и от чего оно зависит?

Пороговым напряжением U₀ называется такое напражения на затворе Uз, при котором полупроводник в подзатворной области становится собственным.

Идеализированная МДП–структура характеризуется пороговым напряжением

C₀ – удельная емкость МДП–структуры;

ϕ_МП – контактная разность потенциалов металл – полупроводник;

q – элементарный электрический заряд;

ε_П – относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника;

N – концентрация примеси в полупроводнике.

5. Что такое удельная емкость мдп–структуры и от чего она зависит?

Удельная емкость диэлектрика является величиной постоянной, определяет максимальную удельную емкость всей структуры и рассчитывается по формуле:

, где C0 – удельная емкость МДП–структуры; 𝜀0 – абсолютная электрическая постоянная; 𝜀д – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; d – толщина диэлектрика.

Как видно из формулы, она зависит от параметров диэлектрика, таких как толщина слоя и материал.

Зная удельную ёмкость, можно оценить важнейший параметр МДП– транзистора – ёмкость затвор-канал: где W – ширина канала МДП–транзистора; L – длина канала.

6. Что такое удельная крутизна мдп–структуры и от чего она зависит?

Удельная крутизна (В) – характеристика МДП-структуры, определяющая степень влияния коэффициента подвижности носителей в канале на состояние канала и ток МДП-транзистора и состояние канала. Крутизна характеристики зависит от геометрических размеров затвора и подвижности носителей заряда в канале.

Чем больше B, тем при меньшем изменении U_З управляется транзистор (в ключе – замыкается и размыкается). Ток стока I_c определяется выражениями, в зависимости от режима,

или

В обоих случаях степень влияния U_З на I_C определяет удельная крутизна где μ – коэффициент подвижности носителей в канале.

7. Как совершенствуется мдп–транзистор?

• Уменьшением толщины диэлектрического слоя для повышения B и уменьшения U₀ для улучшения управляемости МДП-структуры.

• Уменьшением длины канала L для увеличения B.

• Переходом на полупроводники с большей подвижностью заряда – с кремния на арсенид галлия.