Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

46
()
−
⋅
−
−
−
−
+=
−
−
)300(
)(006,000093,0
00093,0
)300(
006,0
)(1
)300(
)(
2
.
.
.
.
KVV
RVTI
RV
KVV
TI
KI
TI
порзи
кTисиснасст
кTисис
порзи
насст
насст
насст
.
Окончательно получим :
()
кTисиснасст
порзи
порзи
кTисиснасст
насст
насст
RVKI
KVV
KVV
RVTI
KI
TI
−
−
−
−
−
−
−
⋅
−
=
)300(00093,0
)300(
006,0
1
)300(
)(1058,5
1)300(
)(
.
2
.
6
.
.
.(11)
Расчет по этой формуле для каждого прибора с известными Z, R
Tис- к
проводится следующим образом .
1. Задается напряжение V
зи
. Пороговое напряжение V
пор
(300K)
рассчитывается по формуле (3) или измеряется экспериментально.
2. По формуле (1) рассчитывается значение I
ст нас
(300K) при
V
se кан
(300K)=(0,52÷0,6)⋅10
7
см / с
3. Задаем значение напряжения V
ис
и по формуле (11) находим значение
тока I
ст нас
(T), причем в числителе формулы приближенно вместо
I
ст нас
(T) подставляем ток I
ст нас
(300K), поскольку второй член в
квадратных скобках в числителе оказывается всегда меньше 0,1 при
V
зи
-V
пор
(300K)≥2 В .
Рассмотрим следующий числовой пример.
Мощный СВЧ МОП-транзистор с индуцированным n-каналом с периметром
канала Z=25 см , V
пор
(300K)=3 В , R
Т ис-к
=0,85
о
С/Вт,d
SiO2
=0,1 мкм .
Тогда C
зSiO2
=ε
0
ε
SiO2
/d
SiO2
=8,85⋅10
-14
⋅3,85/10
-5
=3,407⋅10
-8
Ф /см
-2
.
1. Полагаем V
зи
=5 В , V
зи
-V
пор
(300K)=5-3=2
В . Из формулы (1) при
V
se кан
=0,52⋅10
7
см / с находим ток I
ст. нас
(300К )=8,86 А . При V
си
=10 В из
формулы (11) находим ток стока I
ст нас
(Т ). I
ст нас
( Т )=10,33 А , т.е. уже при
напряжении V
си
=10 В из- за теплового разогрева ток стока I
ст нас
возрос на
17% по сравнению с I
ст
(300К ). При V
си
=20 В ток стока вырастает на 36%.
Если использовать более точное выражение в числителе, то этот рост
составляет 28%.
2. Полагаем V
зи
=7 В , V
зи
-V
пор
=4 В . Тогда I
ст нас
(300К )=17,72 А . При U
си
=10 В
рост тока стока составляет 6%. Приращение тока стока из- за разогрева при
V
зи
=7 В уменьшилось с 23% до 6%. 
                                                        46

   I ст .на с (T )                                0,006                   
                   = 1+ I ст .на с (T )                          − 0,00093Vис RTис− к −
                                                                           
I ст .на с (300K )                       V з и −Vп о р (300 K )          
                                                                                             .
    0,00093⋅0,006( I ст .на с (T )Vис RTис− к   )   2   
−                                                       
             V з и −V п о р (300K )                     
О кончательно получ им :
                                         5,58⋅10 −6 ( I ст .нас (T )Vис RTис−к   )2 
                     I ст .нас (300 K ) 1−                                         
                                                V з и −V п о р (300K )            
I ст .нас (T ) =                                                                         .(11)
                              0,006                   
                   1−                        − 0,00093 I ст .нас (300K )Vис RTис−к
                                                      
                       V з и−V п о р (300K )          
        Расчет по э той ф орм уле д ля каж д ог о прибора с известны м и Z, RTис-к
провод ится след ую щ им образом .
        1. Зад ается напряж ение Vзи. Пороговое напряж ение Vпор(300K)
             рассчиты вается по ф орм уле(3) или изм еряется э ксперим ентально.
        2. По ф орм уле (1) рассчиты вается значение Iст нас(300K) при
             Vse кан(300K)=(0,52÷0,6)⋅107 см /с
        3. Зад аем знач ениенапряж ения Vис и по ф орм уле(11) наход им значение
             тока Iст нас(T), причем в числителе ф орм улы приближ енно вм есто
             Iст нас(T) под ставляем ток Iст нас(300K), поскольку второй ч лен в
             квад ратны х скобках в ч ислителе оказы вается всегд а м еньш е 0,1 при
             Vзи-Vпор(300K)≥2 В .
Рассм отрим след ую щ ий числ овой п ример.
М ощ ны й СВ Ч М О П-транзистор с инд уцированны м n-каналом с периметром
канала Z=25 см , Vпор(300K)=3 В , RТ ис-к=0,85 оС/В т,dSiO2=0,1 м км .
Т ог д а CзSiO2 =ε0εSiO2/dSiO2=8,85⋅10 ⋅3,85/10 =3,407⋅10 Ф /см .
                                      -14      -5        -8      -2

1. Полагаем Vзи=5 В , Vзи-Vпор(300K)=5-3=2 В . И з ф орм улы (1) при
     Vse кан =0,52⋅107 см /с наход им ток Iст.нас(300К )=8,86 А . При Vси=10 В из
     ф орм улы (11) наход им ток стока Iст нас(Т ). Iст нас(Т )=10,33 А , т.е. уж е при
     напряж ении Vси=10 В из-за теплового разогрева ток стока Iстнас возрос на
     17% по сравнению с Iст(300К ). При Vси=20 В ток стока вы растаетна 36%.
     Е сли использовать более точное вы раж ение в числителе, то э тот рост
     составляет28%.
2. Полагаем Vзи=7 В , Vзи-Vпор=4 В . Т огд а Iстнас(300К )=17,72 А . При Uси=10 В
     росттока стока составляет6%. Приращ ениетока стока из-за разогрева при
     Vзи=7 В ум еньш илосьс23% д о 6%.

Страницы