29

Міністерство освіти і науки України

Національний університет «Львівська Політехніка»

Кафедра напівпровідникової

електроніки

Курсова робота

з курсу

Тердотільної електроніки розрахунок Польового транзистора із затвором шотткі

Виконав:

ст.гр. МН-31

Кліщ Р.О.

Перевірив:

проф. Дружинін А.О.

Львів 2011

Зміст

Вступ

1. Теоретичні відомості

1. Властивості напівпровідникового матеріалу в транзисторах Шотткі

2. Структура польового транзистора із затвором Шотткі

3. Принцип дії польових транзисторів із затвором Шотткі

4. Застосування польових транзисторів з бар'єром Шотткі

   1. Підсилювачі

   2. Підсилювачі потужності

   3. Інші види підсилювачів

   4. Генератори

   5. Змішувачі

   6. Інші застосування ПТШ

5. Конструктивні особливості

6. Геометричні розміри

7. Електрофізичні параметри елементів приладу

8. Постановка задачі для курсового проектування

1. Розрахункова частина

   1. Розрахунок напруги відсікання і насичення

   2. Розрахунок вольт-ємнісної характеристики бар’єра Шотткі

   3. Розрахунок вольт-амперних характеристик польових транзисто­рів із затвором Шотткі

   4. Розрахунок основних електричних параметрів польового транзистора із затвором Шотткі

Висновок

Список використаної літератури. Вступ

Польові транзистори із затвором Шотткі (ПТШ) на сьогоднішній день одним з основних базових елементів твердотільних схем НВЧ. Розробка ПТШ є результатом наполегливих пошуків, спрямованих на створення надвисокочастотних (НВЧ) транзисторів сантиметрового і міліметрового діапазонів довжин хвиль. Завдяки винятковій простоті структури ПТШ вдалося перебороти конструктивні і технологічні проблеми, пов’язані з виготовленням польових НВЧ транзисторів. Найбільш істотною перевагою структури ПТШ у порівнянні з іншими типами НВЧ транзисторів є відсутність р–n–переходів. Використання контакту метал–напівпровідник замість р–n–переходу дозволяє виключити з технологічного процесу операцію дифузії і виготовляти ПТШ із довжиною каналу 0,5–1 мкм.

Арсенід галію, що використовується в ПТШ має рухливість носіїв заряду, яка в 3–4 рази перевищує рухливість носіїв заряду в кремнії. Напівізолюючий арсенід галію, на якому вирощуються робочі епітаксіальні шари, має унікальні ізоляційні властивості, що значно спрощує завдання зменшення паразитних ємностей у структурі транзистора.

1.Теоретична відомості

1.1. Властивості напівпровідникового матеріалу в транзисторах Шотткі

Польові транзистори із затвором Шотткі є основними активними елементами напівпровідникових мікросхем на арсеніді галію. Сьогодні у промисловості вже серійно випускають мікросхеми і дискретні польові транзистори із затвором Шотткі на арсеніді галію. Головна мета розроблення таких приладів полягає у підвищенні швидкодії. Цифрові арсенід-галієві мікросхеми належать до типу надшвидкісних, а аналогові, як правило, призначені для роботи в діапазоні надвисоких частот.

Таблиця 1. Властивості напівпровідникових матеріалів

Перспективність використання арсеніду галію в електроніці зумовлена цілою низкою його властивостей. Основні властивості матеріалів наведені в таблиці 1. Арсенід галію має рухливість носіїв заряду, яка перевищує приблизно в п’ять разів рухливість носіїв заряду в кремнії що дає змогу створювати високочастотніші прилади. Крім того арсенід галію має більшу ширину забороненої зони порівняно з кремнієм, що є необхідною умовою працездатності приладів та мікросхем за підвищених температур. Нелегований арсенід галію має високий питомий опір, що дає змогу створювати напівізолюючі підкладки, на яких вирощуються епітаксійні шари n-типу провід­ності, в яких формуються елементи мікросхем. Напівізолююча підкладка спрощує завдання зменшення паразитних зв'язків як в структурі транзистора із затвором Шотткі, так і в цифрових мікросхемах. У напівпровідникових мікросхемах така підкладка використовується для ізоляції елементів.

Вище наведено основні електрофізичні параметри арсеніду галію і крем­нію за Т=300 К (див. таблицю 1).

За деякими параметрами арсенід галію поступається кремнію. Так, наприк­лад, висока густина поверхневих станів в МДН-структурах на арсеніді галію поки що не дає змоги створювати на його основі високоякісні МДН-транзистори. Низька рухливість дірок і малий час життя неосновних носіїв заряду ускладнює розроб­лення біполярних транзисторів. З цих причин найоптимальнішим активним елементом, що дає змогу реалізувати переваги арсеніду галію в напівпровідникових мікросхемах порівняно з кремнієм, є польовий транзистор із затвором Шотткі.