![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ПТ с p-n затворомПримем 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
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.
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
Сопротивление канала R при малых токах стока и UЗИ ≠ 0 можно найти по формуле
где ρ = 1 / qNμn – удельное сопротивление материала канала, L и W – его длина и ширина. Учитывая (5), получим
Обычно Φi << UЗИ ОТС. Поэтому начальное сопротивление канала R0 – сопротивление в отсутствии управляющего напряжения – можно рассчитать по формуле
и представить выражение (14) в виде
При малых токах стока, когда выполняется закон Ома
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®
|