Транзисторы. Петров Б.К - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

28
++
+
+
−
+
=
котс
к
котс
к
котс
к
котсap
стмакс
UUUL
UaNqZ
I
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
µ
23
1
3
)(
(15)
где при типичных значениях N
a
=2,5⋅10
15
см
-3
, ϕ
к
=0,6 В U
отс
=5,7 В .
Из выражениий (15) и (7) следует, что для создания транзистора с
высоким значением тока стока I
стмакс
необходимо применять структуру с
большим отношением ширины канала Z к его длине L и с высокой
концентрацией примесей N
a
в канале, а для уменьшения напряжения отсечки
U
отс
наоборот надо уменьшать концентрацию акцепторов N
а
в канале.
При напряжении на стоке U
си
>U
отс
-U
зи
для вычисления тока стока можно
воспользоваться формулой (14), в которую вместо первоначальной длины
канала L необходимо подставить проводящую часть канала L′=L-∆L(U
си
).
Величину отсеченной части канала ∆ L(U
си
), на которой падает часть стокового
напряжения U
си
-(U
отс
-U
з
)=U
си
-U
пор
, можно найти по формуле для ширины резко
асимметричного плоского p-n
+
-перехода:
a
кзиотссиSi
си
qN
UUU
UL
))((2
)(
0
ϕεε +−−
=∆
. (16)
С учетом (16) из (14) находим :
+−
−
+
+
+
+
+
−+
=
>
a
кперсиSi
котс
кзи
котс
кзи
котсap
U порUсист
qN
UU
L
U
U
U
U
UaNqZ
I
)(2
3
2
)(3
1)(
|
0
2
3
ϕεε
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕµ
. (17)
Из выражения (17) видно, что ток стока на пологом участке при U
си
>U
пер
слабо растет, ибо
(
)
[
]
L
qN
UU
a
кперсиSi
→
+− ϕεε
0
2
.
Для полевых транзисторов с n-каналом формулы (13) – (17) остаются
справедливыми, только вместо подвижности дырок
µ
p
необходимо подставить
подвижность электронов µ
n
, а также вместо концентрации акцепторов N
а
–
концентрацию доноров N
d
. 
                                                   28

                     qZµ p N a a(U от с +ϕ к )     3ϕ к        2ϕ к                ϕк      
      I ст мак с =                             1−          +                               
                                3L              U от с +ϕ к U от с +ϕ к        U от с +ϕ к 
                                                                      (15)
      гд епри типичны х значениях Na=2,5⋅10 см , ϕк=0,6 В Uотс=5,7 В .
                                                        15   -3

      И з вы раж ениий (15) и (7) след ует, что д ля созд ания транзистора с
вы соким значением тока стока Iстм акс необход им о прим енять структуру с
больш им отнош ением ш ирины канала Z к его д лине L и с вы сокой
концентрацией прим есей Na в канале, а д ля ум еньш ения напряж ения отсечки
Uотс наоборотнад о ум еньш атьконцентрацию акцепторовNа вканале.
      При напряж ении на стокеUси>Uотс-Uзи д ля вы числения тока стока м ож но
воспользоваться ф орм улой (14), в которую вм есто первоначальной д лины
канала L необход им о под ставить провод ящ ую часть канала L′=L-∆L(Uси).
В еличину отсеченной части канала ∆L(Uси), на которой пад аетчасть стокового
напряж ения Uси-(Uотс-Uз)=Uси-Uпор, м ож но найти по ф орм улед ля ш ирины резко
асим м етричного плоского p-n+-переход а:

                        2ε 0 ε Si (U си − (U от с −U зи ) +ϕ к )
      ∆L(U си ) =                                                .            (16)
                                          qN a
     С учетом (16) из (14) наход им :

                                                                                               3
                                                                                                    2
                                                         3(U зи +ϕ к )  U зи +ϕ к         
                           qZµ p N a a(U от с +ϕ к ) 1−               + 2                       
                                                      U от с +ϕ к          U от с +ϕ к            
      I ст   |Uси >Uп ор =                                                                          
                                               2ε 0 ε Si (U си −U п ер +ϕ к ) 
                                        3 L −                                 
                                                           qN a              
.                                                                   (17)
     И з вы раж ения (17) вид но, что ток стока на пологом участке при Uси>Uпер
слабо растет, ибо

                  [(              )
        2ε 0 ε Si U си −U п ер +ϕ к     ]
                                            → L.
                       qN a
      Д ля полевы х транзисторов с n-каналом ф орм улы (13) – (17) остаю тся
справед ливы м и, только вм есто под виж ности д ы рок µp необход им о под ставить
под виж ность электронов µn, а такж е вм есто концентрации акцепторов Nа –
концентрацию д оноровNd.

Страницы