Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


ПТ с p-n затвором




Примем следующие упрощающие предположения:

- управляющий P+-n переход является резким;

- в пределах канала n-типа концентрация легирующей примеси распределена однородно;

- при наличии тока стока электрическое поле вдоль канала много меньше электрического поля в обедненной области управляющего p-n перехода, направленного перпендикулярно каналу. Это предположение, называемое приближением плавного канала, позволяет ширину ОПЗ управляющего p-n перехода на всех участках канала определять по формуле, полученной из одномерного анализа;

- процессы, протекающие в приборной структуре за пределами канала, не оказывают существенного влияния на вольтамперные характеристики ПТ;

- оба управляющих перехода равноценны и подложка соединена накоротко с затвором.

 

5.3.2. Влияние напряжения на затворе на сопротивление канала. Выходная ВАХ ПТУП в области малых токов стока

Рассмотрим случай малых токов стока, когда напряжение затвор-канал, а следовательно, и ширина ОПЗ управляющего p-n перехода практически постоянны вдоль всего канала (рис.9а). Ток стока будет прямо пропорционален напряжению на стоке UСИ и обратно пропорционален сопротивлению канала IС = UСИ/ R.

 

а)

 

 

б)

 

 

Рис. 5.3.1. Поперечный разрез n-канального полевого транзистора с управляющим p-n переходом при различных стоковых напряжениях а) Ucи<<Ucи нас; б) Ucи<<Ucи нас

 

Найдем сопротивление канала для случая, когда из-за малого тока стока сечение необедненной части канала имеет прямоугольную форму (см. рис.9а). ОПЗ управляющего p-n перехода при Nap >>Ndn =N расположена почти целиком в n-области структуры. Толщина необедненной части канала 2Z при UСИ 0 определяется выражением

(10)

где UЗИ – абсолютная величина обратного смещения на затворе, Φi = φтln(NdnNap/ni2) – контактная разность потенциалов управляющего p-n перехода. При увеличении управляющего напряжения канал сужается и при UЗИ = UЗИ ОТС полностью перекрывается. Величину напряжения отсечки канала найдем из (10), положив 2Z = 0.

(11)

Напряжение отсечки определяется уравнением легирования канала и его металлургической толщиной h. Учитывая (11) формулу для толщины канала как функцию напряжения на затворе можно представить в виде

(12)

Сопротивление канала R при малых токах стока и UЗИ ≠ 0 можно найти по формуле

(13)

где ρ = 1 / qNμn – удельное сопротивление материала канала, L и W – его длина и ширина.

Учитывая (5), получим

(14)

Обычно Φi << UЗИ ОТС. Поэтому начальное сопротивление канала R0 – сопротивление в отсутствии управляющего напряжения – можно рассчитать по формуле

(15)

 

и представить выражение (14) в виде

. (16)

 

При малых токах стока, когда выполняется закон Ома

 

. (17)

 

Мы получили уравнение выходной ВАХ ПТ для области малых стоковых напряжений, когда ПТ представляет омическое сопротивление, управляемое напряжением на затворе. Начальный наклон ВАХ будет определяться величиной R0 и управляющим напряжением на затворе. При UЗИ® UЗИ ОТС толщина канала стремится к нулю, R® и транзистор закрывается: IС® 0.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 48; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты