Полевые транзисторы

  • 10 апр. 2012 г.
  • 2225 Слова
2. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

2.1. Расчет основных электрических параметров полевых транзисторов

Известно [ ], что полевые транзисторы по конструкции и принципу модулирования сопротивления канала подразделяются на два больших класса. Во-первых, это – канальные транзисторы к которым относятся полевые транзисторы с управляющим p-n переходом (ПТУП) и полевые транзисторы Шоттки (ПТШ). (Влитературе встречаются другие обозначения этого типа прибора: - транзисторы металл – полупроводник МеП-транзисторы) и полевой транзистор с затвором Шоттки (ПТЗШ).
Во-вторых, МОП-транзисторы к которым относятся транзисторы, работающие в режиме обогащения (транзисторы с индуцированным каналом), и транзисторы, работающие в режиме обеднения (транзисторы со встроенным каналом).
При расчетах как канальных(ПТУП и ПТШ) транзисторов, так и МОП-транзисторов обычно известны:
- геометрические размеры, к которым относятся длина Lk и ширина Zk канала, расстояние между истоком (стоком) и затвором Lзn и Lзс (рис. 2.1), а также толщина канала ( в канальных и толщина подзатворного диэлектрика d в МОП-транзисторах, длина Lз и ширина Zз затвора, глубина залегания истока и стока Xj;
- электрофизическиепараметры, к которым относятся концентрации примесей в подложке Nп (Nd или Na) и в затворе (для ПТУП), высота барьера Шоттки [pic] (для ПТШ), плотность поверхностных состояний Nпов. в МОП-транзистора, а также материал затвора МОП-транзистора.



Рис. 2.1. Простейшая структура ПТШ

Порядок расчета канальных транзисторов.
Сопротивление необедненного канала (сопротивление полностью открытого идеальноготранзистора) (при Uзи = Uси = 0)
[pic], (2.1)
где [pic] определяем из графика (рис. 1.4), зная концентрацию примесей в подложке Nd.
В реальном канальном транзисторе пассивные области истока (стока) имеют конечные сопротивления Rи (c), которые складываются из сопротивления R1и (c)полупроводниковых областей между электродом истока (стока) и затвором длиной Lзи (зс) (см. рис. 2.1), а также сопротивлением омических контактов истока (стока):
[pic] (2.2)

Сопротивления [pic] определяются очевидным соотношением

[pic](2.3)

При расчете сопротивлений [pic] необходимо учитывать сопротивление омического контакта, которое для GaAs значительно выше, чем для кремния из-за существования переходного высокоомного слоя, а также из-за сложного характера растекания тока в области под омическими контактами.
Сопротивление омического контакта истока
[pic](2.4)

где [pic] - удельное сопротивление контакта, которое слабо зависит от концентрации доноров (( Nd – ⅓) и составляет обычно (1…5)10-8Ом . см2.
Такую же величину имеет сопротивление омического контакта стока.
Пороговое напряжение (напряжение отсечки) для ПТУП (ПТИ) определяют из выражения
[pic]( 2.5)

где [pic]= qNd [pic]/2[pic] - напряжение перекрытия канала, численно равное пороговому напряжению при [pic]= 0.
Контактную разность потенциалов [pic] для ПТУП определяют, пользуясь известным выражением [ ], а значение барьерного потенциала Шоттки [pic] для ПТШ обычно принимают 0,8 В , так как эта величина, как правило, определяется в основномповерхностными состояниями и слабо зависит от материала затвора.
Граничная частота (частота отсечки) определяется из выражения
fгр([pic]) = [pic], (2.6)
где S = S(/ (1 + S( . Rи) – значение крутизны для пологой части характеристики реального транзистора, S( = go [pic] -...
tracking img