Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

– для p-канального МДП-транзистора
;2
Ф
з0
п
з0
мп0
ϕ+++ϕ−=
i
SS
С
Q
C
Q
U
(3.2.10)
– для n-канального МДП-транзистора
i
SS
С
Q
C
Q
U
Ф
з0
п
з0
мп0
2ϕ++−ϕ−= ,
(3.2.11)
где
−ϕ
мп
разность потенциалов,
которая определяется разницей в работах
выхода полупроводника и материала затвора (для алюминия определяется по
графику на рис. 3.2.3, если известна концентрация примеси в полупроводниковой
пластине N
0
и тип электропроводности); Q
SS
, Q
п
– соответственно
плотности заряда поверхностных состояний на границе полупроводника и
диэлектрика и пространственного заряда в полупроводнике.
При этом плотности зарядов определяют по выражениям 3.2.12 и 3.2.13:
;
пов
qNQ
SS
=
(3.2.12)
,2
Ф0п0п i
NQ ϕεε=
(3.2.13)
где q – заряд электрона; φ
Фi
– потенциал, зависящий от положения уровня Ферми в полупроводнике относительно
середины запрещенной зоны:
φ
Фi
= φ
т
ln N
0
/ n
i
, ( 3.2.14)
где φ
т
– температурный потенциал (~0,026 B); n
i
– собственная концентрация носителей в полупроводнике,
равная для кремния 2 ⋅ 10
10
см
–3
.
Анализ соотношений 3.2.10 и 3.2.11 свидетельствует о том, что пороговое напряжение n-канального
транзистора ниже, поскольку в формуле (3.2.11) две составляющие имеют отрицательный знак. Возможно
уменьшение порогового напряжения также за счет подбора материала затвора и уменьшения плотности
поверхностных состояний полупроводника из-за улучшения качества поверхности и подбора соответствующей
ориентации.
Определение входного сопротивления и паразитных межэлектродных емкостей МДП-транзистора может
выполняться на основе анализа конструкции (рис. 3.2.1) и с привлечением эквивалентной схемы, приведенной на
рис. 3.2.4.
Входное сопротивление R
вх
определяется сопротивлением утечки конденсатора затвор–сток (исток) или
затвор–подложка. Эта величина составляет от десятков до сотен мегаом. Сопротивления закрытых p–n-переходов
обозначены для исток–подложки R
ип
, для стока–под-ложки – R
сп
.
Рис. 3.2.3. Зависимость
разности потенциалов φ
мп
для системы Al–Si
от
концентрации примеси в ней
N, см
–3
ϕ
мп
, В

Страницы