Расчет униполярного транзистора
Содержание
| |Стр. |
|1 Принцип действия полевого транзистора | |
|2 Вольт-фарадная характеристика МОП-структуры | |
|3 Расчет стоковых и стокозатворных характеристик | |
|4 Определение напряжения насыщения и напряжения отсечки | |
|5 Расчет крутизны стокозатворной характеристики и проводимости канала | |
|6 Максимальная рабочая частота транзистора | |
1 Принцип действия транзистора
В отсутствии смещений (UЗ =0, UС =0) приповерхностный слой полупроводника
обычно обогащен дырками из-за наличия ловушек на границе кремний – оксид
кремния и наличия положительных ионов в пленке диэлектрика. Соответственно
энергетические зоны искривлены вниз, и начальный поверхностный потенциал
положительный. По мере роста положительного напряжения на затворе дырки
отталкиваются от поверхности. При этом энергетические зоны сначала
выпрямляются, а затем искривляются вниз, т.е. поверхностный потенциал
делается отрицательным.
Существует некоторое пороговое напряжение , по превышении которого
энергетические зоны искривляются настолько сильно, что в близи
поверхностной области образуется инверсный электрический сой, именно этот
слой играет роль индуцированного канала.
1.1 Равновесное состояние
[pic]
Рисунок 1.1 – Равновесное состояние
Т.к. UЗ =0, то контактная разность потенциалов между металлом и
полупроводником равна нулю, то энергетические зоны отображаются прямыми
линиями. В таком положении уровень Ферми постоянен при UЗ =0, полупроводник
находится в равновесном состоянии, т.е. pn = pi2 и ток между металлом и
полупроводником отсутствует.
1.2 Режим обогащения (UЗ >0)
Если UЗ >0, то возникает поле направленное от полупроводника к затвору. Это
поле смещает в кремнии основные носители (электроны) по направлению к
границе раздела кремний – оксид кремния. В результате на границе возникает
обогащенный слой с избыточной концентрацией электронов. Нижняя граница зоны
проводимости, собственный уровень и верхняя граница валентной зоны
изгибаются вниз.
[pic]
Рисунок 1.2 – Режим обогащения
1.3 Режим обеднения (UЗ