4.7. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом

Обозначения исходных данных

Концентрация доноров в канале

Концентрация акцепторов в затворе

Металлургическая толщина канала

Длина канала

Ширина канала

Металлургическая толщина канала

Физическая структура транзистора показана на рис. 45.

Рис.45. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом

S – sourse – исток, D – drain – сток,

G – gate – затвор, B – bulk – подложка,

d – толщина эпитаксиальной пленки,

x_G – глубина залегания управляющего p-n перехода зат-

вора.

Основные соотношения

Контактная разность потенциалов Напряжение отсечки

Сопротивление канала ,.

Подвижность электронов в канале следует рассчитать по формулам раздела 4.1.

Крутизна при =0:.

Ток стока в зависимости от напряжений на стокеи на затворев крутой области ВАХ

После граничного напряжения на стоке транзистор переходит в пологую область:

.

Ток стока при =0:При,

Крутизна в пологой области .

Не следует забывать, что в n-канальном транзисторе всегда, поэтому.

4.8. Полевой транзистор с изолированным затвором

Транзистор выполняется на основе структуры металл-диэлектрик-полупроводник, которая является затвором транзистора. Физическая структура такого МДП или МОП n-канального транзистора показана на рис. 46.

Рис. 46. Структура МОП транзистора.

Обозначения электродов те же, что и на рис. 45.

d– толщина подзатворного диэлектрика.

Обозначения исходных данных

Концентрация акцепторов в подложке

Концентрация акцепторов в затворе

Концентрация фиксированных в окисле зарядов

Толщина подзатворного окисла

Длина канала

Ширина канала

Относительные диэлектрические проницаемости:

• - 3.8;

• - 11.8.

Основные расчетные соотношения

Контактная разность потенциалов . Емкость диэлектрика.

Напряжение плоских зон . Потенциал инверсии.

Заряд акцепторов в подложке . Пороговое напряжение.

Удельная крутизна. Подвижность электронов в каналеследует рассчитать по формулам раздела 4.1.

Ширина ОПЗ в подложке при напряжении исток-подложка :.

Удельная емкость подложки . Коэффициент влияния подложки.

Выходные вольтамперные характеристики в крутой области

Напряжение на стоке, соответствующее границе крутой и пологой областей

.

После этого напряжения наступает пологая область ВАХ

.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. – CПб.: ЛАНЬ, 2000.

2. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

3. Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Г. Основы микроэлектроники. - М.: Радио и связь, 1991.

4. Россадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. - М.: Высшая школа, 1991.

Дополнительная

5. Гаман В.И. Физика полупроводниковых приборов. Томск, 2000.

6. Ферри Д.,Эйкерс Л.,Гринич Э. Электроника ультрабольших ИС –М.: Мир , 1991.

7. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. Т. 1 - 2. - М.: Мир, 1984.

8. Блихер А. Физика силовых биполярных и полевых транзисторов. Л.: Энергоатомиздат, 1986.

9. Маллер Р. Кеймингс Т. Элементы интегральных схем.-М.: Мир, 1989.

10. Сугано Т. Введение в микроэлектронику - М.: Мир, 1988.

11. Макаров Е.А. Физика полупроводниковых приборов. Конспект лекций, НГТУ, Новосибирск, 2002.