Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом

 

Обозначения исходных данных

Концентрация доноров в канале

Концентрация акцепторов в затворе

Металлургическая толщина канала

Длина канала

Ширина канала

 

Физическая структура транзистора показана на рис.7

 

Рис. 7. Структура полевого транзистора с управляющим p-n- переходом:

S (Sourсe) – исток, D (Drain) – сток, G (Gate) – затвор, XY– оси координатной системы,

d – толщина эпитаксиальной плёнки, L – длина канала, a – металлургическая толщина канала, y_G – глубина залегания управляющего p-n- перехода затвора.

 

 

Основные соотношения

Контактная разность потенциалов

Напряжение отсечки

Сопротивление канала

Подвижность электронов в канале следует рассчитать по формулам раздела 1.

Крутизна при : .

Ток стока в зависимости от напряжений на стоке и на затворе в крутой области ВАХ,

После граничного напряжения на стоке транзистор переходит в пологую область и при : .

 

Ток стока при

 

При

 

Крутизна в пологой области

Не следует забывать, что в N –канальном транзисторе всегда , поэтому .

 

Рис.8. Выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n-переходом в крутой и пологой областях.

 

Полевой транзистор с изолированным затвором

 

Транзистор выполняется на основе структуры металл-диэлектрик-полупроводник, которая является затвором транзистора. Физическая структура такого МДП или МОП N-канального транзистора показана на рис.9.

Рис. 9. Структура и условное обозначение МОПТ с индуцированным n -каналом

S (Sourсe) – исток, D (Drain) – сток, G (Gate) – затвор, B (Bulk) – подложка,

L – длина канала, d – толщина подзатворного диэлектрика, y_j – глубина истока и стока.

 

Обозначения исходных данных

Концентрация акцепторов в подложке

Концентрация акцепторов в затворе

Концентрация фиксированных в окисле зарядов

Толщина подзатворного окисла

Длина канала

Ширина канала

Относительные диэлектрические проницаемости ,

 

Основные расчетные соотношения

Контактная разность потенциалов

Емкость диэлектрика

Напряжение плоских зон

Потенциал инверсии

Заряд акцепторов

Пороговое напряжение

Удельная крутизна

Подвижность электронов в канале следует рассчитать по формулам раздела 1.

Ширина ОПЗ в подложке при напряжении исток-подложка

удельная емкость подложки

коэффициент влияния подложки

Выходные вольтамперные характеристики в крутой области

.

Напряжение на стоке, соответствующее границе крутой и пологой областей

После этого напряжения наступает пологая область ВАХ

 

Рис.10. Типичные выходные ВАХ МОП-транзистора в крутой и пологой областях.

Параметры транзистора: b = 0,1 мА/В², = 0,7 В, = 0,5 В, = 0,3.