Транзисторы. Петров Б.К - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

40
Здесь Q
op
(y)=qx
к
p
ср
(y) – заряд дырок, приходящийся на единицу площади
в плоскости 0YZ, его можно найти из соотношения
опсodopоз
QQQQ
+
+
=
, (2)
где Q
опс
– суммарный заряд поверхностных состояний и ионов в
затворном окисле, Q
od
– заряд ионизированных доноров в области обеднения,
Q
оз
– заряд электронов на затворном электроде. Обозначая потенциал
поверхности полупроводника в точке y через ψ (y)<0, получим напряженность
поля в диэлектрике:
2
)(
SiO
мпзи
d
d
yU
E
ψ
ϕ
+
+
= , (3)
где
ϕ
мп
– контактная разность потенциалов между металлом и
полупроводником , d
SiO2
– толщина диэлектрика, U
зи
<0. Тогда
[]
0)(
2
0
0
<−+== yU
d
EQ
мпзи
SiO
Д
ДДоз
ψϕ
ε
ε
εε , (4)
где ε
Д
- относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика
( ε
Д
=3,85 для SiO
2
). Для вычисления Q
od
считаем , что подвижные носители в
обедненном слое отсутствуют:
LqNQ
dod
=
, (5)
где N
d
– концентрация ионизированных доноров, L – толщина
обедненного слоя. Она равна
[
]
d
Si
qN
y
L
)(2
0
ψεε −
= . (6)
Тогда из (5) и (6) находим :
)( yaQ
od
ψ−=
, где
dSi
Nqa εε
0
2= , где ε
Si
– относительная
диэлектрическая проницаемость полупроводника (ε
Si
=12 для кремния).
Подставляя в (1) заряд Q
op
, выраженный с помощью (2) через три других
заряда, получим :
dy
yd
y
C
a
yUUzCI
м Siорзиpст
)(
)()(
0
0
ψ
ψψϕµ
−−+−−−= , (7) 
                                                  40

     Зд есьQop(y)=qxкpср(y) – заряд д ы рок, приход ящ ийся на ед иницу площ ад и
вплоскости 0YZ, его м ож но найти из соотнош ения

      Qоз = Qop + Qod + Qоп с ,                                                 (2)
      гд е Qопс – сум м арны й заряд поверхностны х состояний и ионов в
затворном окисле, Qod – заряд ионизированны х д оноров в области обед нения,
Qоз – заряд электронов на затворном электрод е. О бозначая потенциал
поверхности полупровод ника в точке y через ψ(y)<0, получим напряж енность
поля вд иэлектрике:

             U зи +ϕ мп +ψ ( y )
      Ed =                       ,                                              (3)
                   d SiO2

     гд е ϕм п – контактная разность потенциалов м еж д у м еталлом                    и
полупровод ником , dSiO2 – толщ ина д иэлектрика, Uзи<0. Т огд а

                             ε 0ε Д
      Qоз = ε 0 ε Д E Д =             [U зи +ϕ мп −ψ ( y )] < 0 ,               (4)
                             d SiO2

       гд е εД - относительная д иэлектрическая проницаем ость д иэлектрика
(εД =3,85 д ля SiO2). Д ля вы числения Qod считаем , что под виж ны е носители в
обед ненном слоеотсутствую т:
       Qod = qN d L ,                                                     (5)
       гд е Nd – концентрация ионизированны х д оноров, L – толщ ина
обед ненного слоя. О на равна

             2ε 0 ε Si [−ψ ( y )]
      L=                          .                                             (6)
                    qN d

      Т огд а из (5) и (6) наход им :

      Qod = a −ψ ( y ) , гд е a = 2qε 0 ε Si N d , гд е εSi – относительная
д иэлектрическая проницаем ость полупровод ника (εSi=12 д ля крем ния).
Под ставляя в (1) заряд Qop, вы раж енны й с пом ощ ью (2) через три д ругих
заряд а, получим :

                                                       a            dψ ( y )
      I ст = − µ p zC 0  U зи −U ор −ϕ мSi +ψ ( y ) −     −ψ ( y )           , (7)
                                                      C 0            dy

Страницы