книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация элементов радиоэлектронной аппаратуры

ловленное конечным временем пролета носителей через об­ ласть структуры; второе слагаемое времени задержки (влия­ ние емкостей) на данном уровне технически является домини­ рующим и учитывается динамической моделью.

АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

В основу анализа переходных процессов положено уравне­ ние непрерывности, которое для одномерной модели имеет вид (ЛЗ):

Всилу взаимной коммутативности операторов

дд2

dt дх~

величину 5 можно считать постоянной и искать решение отно­ сительно п в виде функции аргумента s.

При переходе рабочей точки из режима огсечки в режим насыщения, т. е. при анализе задержки и фронта импульса, ос­ новную роль играет активная область базы. По мнению боль­ шинства авторов, вполне оправдано для этого случая примене­ ние одномерной модели и модель описывается системой урав­ нений (рис. 1). С момента смещения эмиттерного перехода в прямом направлении полагается, что происходит коммутация в модели барьерной емкости на диффузионную, что же касает­ ся коллекторного перехода, то до момента времени пересече­ ния рабочей точкой линии насыщения последний характеризу­

ных емкостей эмиттерного и коллекторного переходов без уче­ та диффузионных емкостей.

На рис. 3 представлен результат исследования влияния на переходный процесс коэффициента усиления по току а модели.

Выводы

1. Применение численных методов открывает широкие воз­ можности по повышению точности расчета переходных процес­ сов в связи с учетом на каждом шаге интегрирования конкрет­ ных значений барьерных емкостей таких, как функции «£/»,

30

2, Из сравнения рис. 2 и 3 видно, что для современных планарных транзисторов наряду с учетом барьерных емкостей на переходные процессы следует учитывать зависимость ж от час­ тоты. Прямое дифференцирование модели без учета частотной зависимости коэффициентов приводит к значительным погреш­ ностям.

3. Из рис. 2 можно сделать вывод, что с точки зрения обес­ печения оптимального соотношения «машинное время — точ­ ность расчета» для транзисторов с величиной барьерных емкос­ тей более 4 пФ можно пользоваться упрощенной моделью, для емкостей меньше 4 пФ — полной моделью.

ЛИТЕРАТУРА

1. С п и р и д о н о в Н. С. Основы теории транзисторов. Киев, «Техиіка», 1969.

УДК 621.382,323

В. Л. Евецкий

СТАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МОП ТРАНЗИСТОРОВ

(МОПт), являющихся одним из наиболее перспективных эле­ ментов интегральной электроники, представляет значительный интерес.

I . Простейшая вольт-амперная характеристика (ВАХ) МОПт имеет вид:

крутая обл. ВАХ (триодный режим)

пологая обл. ВАХ (пентодный режим, режим насыщения)

2. В рг.боте [!] на базе уравнения (1) с помощью разделения тока стока на две составляющие и введения нового нелинейно­ го двухполюсного элемента (идеального полевого диода) была получена эквивалентная схема, представляющая собой аналог эквивалентной схемы Эберса—Молла для биполярного тран­ зистора. Эквивалентная схема позволяет получить полную си­ стему статических характеристик, включая характеристики инверсного режима, которые обычно опускаются из рассмотре­ ния.

Простейшие модели 1, 2 хорошо описывают основные прин­ ципы работы МОПт, однако не обеспечивают достаточно хоро­

34

может управлять проводимостью канала в соответствии с урав­ нением ( 1 ) .

3. В работе Баррона [2] получено выражение, определяющее ток стока (без учета тока утечки обратно-смещенного диода сток-подложки, который может быть легко учтен) в этом режи­

гиб ВАХ имеет место при более низком напряжении и токе сто­

35

Напряжение насыщения тока стока (точка перегиба харак­ теристики):

Следует отметить также модели, занимающие промежуточ­ ное положение по точности между простейшей и моделью Ca и Пао. Они привлекают своей простотой.

5. В работе [4] Грин и Солдано предлагают следующие вы­ ражения для /С І 1 :

где

Vпор.M

—модифицированное пороговое напряжение.

6.Дасом [3] получены полезные аппроксимации для триодного режима (в случае низких величин Ѵс ) и для пентодного

Выходные характеристики реального МОПт показывают, что ток стока в пентодном режиме не постоянен, а растет с уве­ личением напряжения на стоке. Конечное выходное сопротив­ ление МОПт в режиме насыщения, как правило, относят к рас­ ширению обедненного слоя около стока, которое приводит к

36

уменьшению длины канала. Все модели, учитывающие явление модуляции длины канала, построены по принципу:

L

учесть эффект электростатического влияния стока, модулирую­

При достаточно высоком уровне легирования подложки проникновение поля стока в область канала значительно огра-

37

отражают изменение подвижности из-за поперечного электри­ ческого поля при диффузионном рассеянии.

Однако учет только диффузионного рассеяния не может полно отражать изменение подвижности в приповерхностном слое. В пользу этого говорит тот факт, что из ранее упоминав­

39