Конструирование и технология полупроводниковых интегральных микросхем на униполярных транзисторах. Чернышова Т.И - 11 стр.

UptoLike

говых напряжений является уменьшение разности потенциалов φ
мп
за счет подбора материала затвора и
уменьшения плотности поверхностных состояний N
пов
, которая зависит от качества поверхности и ее
ориентации относительно плоскостей кристаллической решетки.
Рис. 7 Зависимость разности потенциалов
ϕ
мп
для системы Al-Si
от концентрации примеси в кремнии
Для определения паразитных емкостей и входного сопротивления необходимо снова обратиться к
конструкции МДП-транзистора, представленной на рис. 5. Как видно из рисунка, входное сопротивле-
ние R
вх
равно сопротивлению утечки конденсатора затвор-сток (исток) или затвор-подложка и достигает
десятков-сотен МОм.
Паразитные межэлектродные емкости МДП-транзистора зависят от геометрических размеров стока,
истока, затвора и определяются (при симметричном расположении стока и истока) по формулам:
емкость затвор-сток (исток):
2)(
зз0зсзи kk
llbССС
=
=
; (15)
емкость затвор-подложка:
kk
lbCC
0ззп
=
; (16)
емкость сток (исток)-подложка:
(
)
[
]
jkkj
hlblbCCC
cc0ипсп
2 ++== ; (17)
– емкость сток-исток:
(
)
2//
сиипспипспси
CCCCCC =
+
=
; (18)
– в схеме с общим истоком (рис. 6, а):
спси
CC
. (19)
Удельную емкость обратно смещенного перехода сток-подложка С
j0
определяют по эмпирической
формуле
mincдиф
00д
0
2
UU
Nq
C
j
+
εε
=
, (20)
где U
диф
диффузионный потенциал перехода сток-подложка (~0,7 В); U
с min
минимальное напряже-
ние стока.
При проектировании цифровых МДП-ИМС удобнее оперировать входной и выходной емкостями
МДП-транзистора, которые легко выразить через межэлектродные емкости для схемы с общим исто-
ком:
зизпвх
CCC
+
=
; (21)
зпвых
CC
=
. (22)
Быстродействие МДП-транзисторов ограничивается временем релаксации заряда в активной облас-
ти транзистора, которое характеризуют постоянной времени канала τ
к
:
k
RС
зпк
=
τ
.
Подставляя сюда значения из выражений (8), (7), (16), получим
()
с0з
2
к
UUU
l
k
µ
=τ
при
0зc
UUU . (23)