17. Идеальная вах.

Допущения:

• подвижность носителей заряда в канале постоянна;

• канал легирован однородно;

• обратные токи утечки p-n переходов пренебрежимо малы;

• поперечное электрическое поле эначительно превышает продольное;

• длина и ширина канала достаточно велики;

• поперечный диффузионный ток в канале отсутствует;

Вид ВАХ полностью определяется двумя параметрами: пороговым напряжением и параметром β, который находится из соотношения:

β = μ_n∙Cs∙ =451 мкA/B²;

Vdss(Vgs) = Vgs –Vt, Id = Id(Vds,Vgs):

рис.6 ВАХ идеального диода

18. Реальная вах.

При построении реального ВАХ необходимо учитывать влияние подложки. В идеальной модели не учитывлось изменение ширины ОПЗ вдоль канала, приводящее к уменьшению тока. ВАХ транзистора оисывается соотношением:

Крутая область:

где:

– φ_ds – коэффициент подложки, зависящий от свойств подзатворого диэлектрика и подложки.

φ_ds = =0,603 В.

ξ(Vbs) = 0,5+-поправочный коэффициент для реального Vdss,

ξ(0) = 1,57

Реальный ток стока:

Vdss(Vgs,Vbs)= Vgs-V_t-φ_ds·ξ(Vbs) ,

Максимальные точки крутой области реального ВАХ при Vbs = 0 соответственно:

Vdss(4,0)=2,014 B Id_кр(Vdss(4,0),4,0) =1,298·10^-3 A

Пологая область:

При Vdss^*>Vdss дальнейшее увеличение напряжения Vds приводит к тому, что продольное электрическое поле в канале достигнет значения Es в точке L_eff <L.

Этот эффект называется эффектом модуляции длины канала напряжением Vds.

При этом ВАХ реального транзистора получаем с помощью замены:

L =>L_eff ;

φ_С=+φ_B=0,905 B

l_D(Vgs,Vbs) = -ширина ОПЗ под стоком,

L_eff(Vds,Vgs,Vbs) =L-·arcsh-эффективная длина канала.

Ток стока для пологой области:

I_dпол(Vds,Vgs) = Ids(Vgs)·.

В результате формула для реальной ВАХ имеет вид:

Id(Vds,Vgs,Vbs)= (15)

I_{D, 10}^-4А

Vds, B

Р vds, Висунок4. Реальная вах.

19. Малосигнальная схема

Рисунок 5 Малосигнальная схема.

C_KBD, C_KBS – барьерная емкость перехода канал-подложка С_КВ, которая считается распределенной между электродами стока и истока;

C_BD, C_BS – барерная емкость p-n переходов стока и истока;

C_GD, C_GS – емкости металлического электрода затвора относительно стока и истока.

2. Список литературы

1. Старосельский В.И. Физика МДП транзисторов. М.: МИЭТ, 1993.

2. Старосельский В.И. Физика р-п переходов и полупроводниковых диодов. М.: МИЭТ, 1993.

3. Старосельский В.И. Физика биполярных транзисторов. Бездрейфовые транзисторы. М.: МИЭТ, 1989.

4. Старосельский В.И., Сквира А.В. Физика биполярных транзисторов. Интегральные транзисторные структуры. М.: МИЭТ, 1991.

5. Баринов В.В., Онацко В., Шишина Л.Ю. Основы топологического проектирования ИМС. — под ред. В.Онацко. М.: МИЭТ, 1994.

1