Транзисторы. Петров Б.К - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

42
линейно, а затем скорость возрастания уменьшается, так как начинает вносить
заметный вклад квадратичный член – 0,5U
си
2
. При U
си
> U
зи
-U
отп
рост
тока I
ст
почти прекращается, поскольку наступает перекрытие канала (рис. 4в).
Перекрытие канала наступает в результате того, что напряжение на слое окисла
падает ниже напряжения отпирания U
отп
. Из равенства (10) можно найти ток
стока на границе пологой и крутой характеристик, полагая U
си
= U
си
пер
= U
зи
-U
отп
:
(
)
2
2
отпзи
ст
UUb
I
−
= . (10
*
)
При
U
си
>
U
си пер
=
U
зи
-
U
отп
, то есть в пологой области , явное
выражение для вольтамперной характеристики приближенно можно найти из
равенства (10), если вместо полной длины канала L подставить эффективную
длину канала L′=L-∆L, где ∆L – длина отсеченной части канала. Величина ∆L
находится из формулы для ширины обратно смещенного плоского p-n перехода
(
)
d
персисиSi
qN
UU
L
.0
2 −
=∆
εε
. (11)
В результате из (10) и (11) получаем :
(
)
()
−−
−
=
>
персиси
d
Si
SiO
персисиpSiO
перUсиUси
ст
UU
qN
Ld
UUz
I
.
0
2
.0
.
2
2
2
2
εε
µεε
(12)
Из формулы (12) видно, что с ростом напряжения на стоке
U
си
при
U
си
> U
си пер
ток стока I
ст
медленно растет из - за увеличения отсеченной
части канала ∆ L.
Для МДП-транзисторов с индуцированным каналом n-типа формулы (10)-
(12) остаются справедливыми, только вместо эффективной подвижности дырок
µ
p
надо подставить подвижность электронов µ
n
, а вместо концентрации доноров
N
d
– концентрацию акцепторов N
a
. Транзисторы с индуцированным n-каналом ,
в отличие от транзисторов с индуцированным p-каналом , работают при
положительных напряжениях на затворе U
зи
>0, и для них пороговое
напряжение U
отп
>0 (рис. 6).
При концентрации акцепторов в подложке p-типа N
d
<10
16
см
-3
(ρ>1 Ом⋅см ) и
типичных значениях концентрации положительных ионов в затворной области
Q
SiO2
/q=(5÷10)⋅10
11
см
-2
получаются МДП-транзисторы со встроенным n-
каналом , у которых ток стока оказывается заметным даже при нулевом 
                                                      42

линейно, а затем скорость возрастания ум еньш ается, так как начинаетвносить
зам етны й вклад квад ратичны й член –0,5Uси2. При Uси>Uзи-Uотп рост
тока Iст почти прекращ ается, поскольку наступаетперекры тие канала (рис. 4в).
Перекры тиеканала наступаетврезультатетого, что напряж ениена слоеокисла
пад аетниж е напряж ения отпирания Uотп. И з равенства (10) м ож но найти ток
стока на границе пологой и крутой характеристик, полагая Uси=Uси
пер=Uзи-Uотп:



               b(U зи − U от п       )2
      I ст =                              .                                      (10*)
                         2
      При Uси>Uси пер=Uзи-Uотп, то есть в пологой области, явное
вы раж ение д ля вольтам перной характеристики приближ енно м ож но найти из
равенства (10), если вм есто полной д лины канала L под ставить эф ф ективную
д лину канала L′=L-∆L, гд е ∆L – д лина отсеченной части канала. В еличина ∆L
наход ится из ф орм улы д ля ш ирины обратно см ещ енного плоского p-n переход а

                         (
                2ε 0 ε Si U си − U си.п ер    )
      ∆L =                                        .                              (11)
                             qN d

      В результатеиз (10) и (11) получаем :


                                                      (
                                     ε 0ε SiO2 µ p z U си − U си.п ер   )2
      I ст   Uси >Uси.п ер
                             =                                                   (12)
                                         
                                 2d SiO2  L −
                                               2ε 0 ε Si
                                                           (              
                                                         U си − U си.п ер   )
                                               qN d                      

      И з ф орм улы (12) вид но, что с ростом напряж ения на стоке Uси при
Uси>Uси пер ток стока Iст м ед ленно растет из-за увеличения отсеченной
части канала ∆L.
      Д ля М Д П-транзисторовсинд уцированны м каналом n-типа ф орм улы (10)-
(12) остаю тся справед ливы м и, только вм есто эф ф ективной под виж ности д ы рок
µp над о под ставитьпод виж ностьэлектроновµn, а вм есто концентрации д оноров
Nd – концентрацию акцепторов Na. Т ранзисторы синд уцированны м n-каналом ,
в отличие от транзисторов с инд уцированны м p-каналом , работаю т при
полож ительны х напряж ениях на затворе Uзи>0, и д ля них пороговое
напряж ениеUотп>0 (рис. 6).
При концентрации акцепторов в под лож ке p-типа Nd<1016 см -3 (ρ>1 О м ⋅см ) и
типичны х значениях концентрации полож ительны х ионов в затворной области
QSiO2/q=(5÷10)⋅1011 см -2 получаю тся М Д П-транзисторы со встроенны м n-
каналом , у которы х ток стока оказы вается зам етны м д аж е при нулевом

Страницы