5.5. Модуляция длины канала

В пологой области ВАХ увеличивается длина участка канала, где , и. На участке длиной, гдетранзистор можно рассматривать каквиртуальный транзистор с длиной канала .Виртуальный транзистор работает на границе крутой области (для него ), причемуменьшается с ростом настоящего напряжения(эффектмодуляции длины канала напряжением ).

Для виртуального транзистора , где.При повышении :уменьшается,возрастает, иток стока возрастает.

Идеализированнвй (длинноканальный) транзистор: в пологой области , и.

Короткоканальный транзистор: в пологой области

, и значение конечо (уменьшается с уменьшением ).

Значение находится решением уравнения Пуассона на поверхности канала на участке, где :

, где .

5.6. Вах короткоканального транзистора

1 — ВАХ идет круче из-за снижения V_T.

2 — V_{DS S} уменьшается из-за насыщения скорости носителей.

3 — Ток растет из-за модуляции длины канала.

4 — Смыкание канала.

5 — Снижение V_T из-за повышения V_DS.

Основные результаты

1. Эффекты малых размеров в МДПТ связаны с краевыми эффекты в ОПЗ, разогревом носителей в канале продольным полем и новыми механизммами тока (из-за близости стока к истоку).

2. Пороговое напряжение п-канальных транзисторов уменьшатся при уменьшении длины канала, увеличении ширины канала и увеличении напряжения сток-исток; р-канальных — наоборот.

3. Смыкание ОПЗ стока и истока приводит к эффекту, аналогичному пробою.

4. Ограничение дрейфовой скорости носителей в канале приводит к тому, что в пологой области ВАХ канал на границе со стоком не перекрывается полностью. Ограничение дрейфовой скорости носителей уменьшает ток стока в пологой области ВАХ и снижает напряжение сток-исток насыщения.

5. При увеличении напряжения сток-исток в пологой области ВАХ уменьшается эффективная длина канала. В результате выходная проводимость транзистора конечна.

6. Модели мдп транзисторов

6.1. Классификация моделей

Класс	Основа модели	Разновидности	Прим.
Физические	Ур-я движения частиц (метод Монте-Карло)
	Ур-я переноса частиц (диф. ур-я в частных производных)
	Ур-я ВАХ и ВФХ элементов прибора (алгебраич. ур-я). Ур-я Кирхгоффа (обыкновенные диф. ур-я)	Для большого сигнала (нелинейные)	Уравнения Кирхгоффа представлены эквивалентной схемой
		Для малого сигнала (линейные)
Формализованные	Ур-я ВАХ и ВФХ элементов прибора (алгебраич. ур-я). Ур-я Кирхгоффа (обыкновенные диф. ур-я)	Для большого сигнала (нелинейные)
		Для малого сигнала (линейные)

6.2. Эквивалентная схема для большого сигнала (нелинейная)

Эквивалентная схема МДПТ соответствует его структуре.

Внешние напряжения: .

Внутренние напряжения: .

Токи: ;

Емкости:

;;

—емкости перекрытия затвора с п⁺-областями длиной .

; — суммы барьерных и диффузионных емкостей

р-п переходов п⁺- подложка.

. При :.

Идеализированнная модель:

определены

в разделах 3.2, 3.3.

; .