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 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. Рисунок 1.2 – Режим обогащения 1.3 Режим обеднения (UЗ <0) Если UЗ <0, то возникает электрическое поле направленное от затвора к подложке. Это поле выталкивает электроны с границы раздела Si – SiO2 в глубь кристалла оксида кремния.