Лаб 4 / Отчёт лаб 4

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

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Лабораторная работа №4

по дисциплине "Электроника"

"Исследование МПД-структуры"

Выполнил

Проверил Е. В. Объедков

Цель работы

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

Ход работы

Для заданного варианта (вариант 2) в программе MicroCap параметры МПД-структуры:

Рисунок 1 – параметры МПД-структуры

Из формулы следует, что для уменьшения порогового напряжения нужно уменьшить концентрацию акцепторной примеси.

Из формулы следует, что увеличение удельной крутизны достигается, прежде всего, уменьшением толщины диэлектрического слоя d, а также уменьшением длины и ширины канала.

Уменьшение порогового напряжения и увеличение удельной крутизны улучшает управляемость МДП-структуры.

;

Из формулы следует, что для уменьшения ёмкости затвор-канал можно уменьшить длину и ширину канала, а также увеличить толщину диэлектрика.

Заряд и разряд ёмкости затвор – канал МДП–транзистора является главным фактором инерционности. Не в ущерб U₀ и B быстродействие МДП–транзистора можно улучшить, только уменьшив площадь канала W⋅L. Именно поэтому успехи в увеличении быстродействия цифровой электроники связаны, в основном, с уменьшением размеров транзисторов.

Исходные данные	Измеренный параметр	Пороговое напряжение, В	Удельная крутизна А/В2	Удельная емкость, Ф/мкм2	Емкость затвор-канала, Ф
Из варианта 2	-	0.83	1.51*10-5	1.38*10-16	6.21*10-17
При самостоятельно изменённом параметре с целью уменьшения порогового напряжения	Концентрация акцепторной примеси N = 0.2*1016	0.75	1.51*10-5	1.38*10-16	6.21*10-17
При самостоятельно изменённом параметре с целью увеличения удельной крутизны	Толщина диэлектрика d = 0.01	0.69	3.79*10-5	3.45*10-16	1.55*10-16
При самостоятельно изменённом параметре с целью уменьшения ёмкости затвор-канал	Ширина канала W = 0.1	0.83	5.06*10-6	1.38*10-16	2.07*10-17

Таблица 1 – Результаты расчётов

За счёт того, что полевые транзисторы управляются полем (величиной напряжения, приложенного к затвору), а не током, протекающим через базу (как в биполярных транзисторах), полевые транзисторы потребляют значительно меньше энергии, что особенно актуально в схемах ждущих и следящих устройств, а также в схемах малого потребления и энергосбережения (реализация спящих режимов).

Москва 2024