Зміст
1. Основні відомості
2. Розрахунок МДП-транзистора з індукованим каналом
Висновки
1. Основні відомості
Спрощена структура МДП-транзистора з n-каналом, сформованого на підкладці p-типу електропровідності, показана на малюнку 1.
В
Транзистор складається з МДП-структури, двох сильнолегованих областей протилежного типу електропровідності в порівнянні з електропровідністю підкладки і електродів витоку і стоку. При напрузі на затворі, що перевищує порогове напруга (), в приповерхневій області напівпровідника під затвором утворюється індукований електричним полем затвора інверсний шар, що з'єднує області витоку і стоку. Якщо подана напруга між стоком і витоком, то по інверсному шару, як по каналу, рухаються основні для каналу носії заряду, тобто проходить струм стоку.
В
2. Розрахунок МДП-транзистора з індукованим каналом
I. Вибір довжини каналу і діелектрика під затвором транзистора:
а) вибір діелектрика під затвором:
В якості діелектрика для GaAs вибираємо Si 3 N 4 , тому що він має досить високою електричною міцністю, а також утворює порівняно невелику щільність поверхневих станів.
б) визначення товщини діелектрика під затвором:
Шар діелектрика під затвором бажано робити тонше, щоб зменшити граничну напругу і підвищити крутизну передавальної характеристики. З урахуванням запасу міцності маємо вираз:
В
В, => нм
в) вибір довжини каналу:
Мінімальну довжину каналу длінноканального транзистора можна визначити з співвідношення:
,
де - глибина залягання pn-переходів витоку і стоку, - Товщина шару діелектрика під затвором, і - товщини pn-переходів витоку і стоку, - коефіцієнт (мкм -1/3 ).
Товщину p-n-переходів витоку і стоку розрахуємо в наближенні різкого несиметричного pn-переходу:
,
де В,,,
В
мкм
мкм
мкм
Результати обчислень зведемо в таблицю:
, мкм
, см -3
, см -3
, см -3
, В
, мкм
, мкм
, мкм
, мкм
0,16
10 7
10 16
10 17
1,102
1,6
0,36
0,2
4,29
Даний вибір концентрацій обумовлений тим, що для виродження напівпровідника повинні виконуватися умови см -3 і см -3 . З іншого боку при зменшенні або при збільшенні відбувається різке збільшення довжини каналу (більше 5 мкм). Тому і були вибрані такі значення концентрацій. Глибина переходу обрана виходячи з тих же міркувань. p> II. Вибір питомого опору підкладки:
Питомий опір напівпровідника визначається концентрацією введених в нього домішок. У нашому випадку см -3 => Ом О‡ см. Питомий опір підкладки визначає ряд важливих параметрів
МДП-транзистора (Максимальна напруга між стоком і витоком і порогове напруга). p> Максимально допустима напруга між стоком і витоком визначається мінімальним з напруг: пробивним напругою стокового переходу або напругою змикання областей об'ємного заряду стокового і істокового переходів.
а) напруга змикання стокового і істокового переходів:
Напруга змикання стокового і істокового переходів для однорідно легованої підкладки можна оцінити, використовуючи співвідношення:
,
де - довжина каналу, яку приймаємо рівною мінімальної довжині. Приклад розрахунку:
В - при см -3
Результати обчислень зведемо в таблицю:
, см -3
10 14
10 15
10 16
10 17
, В
32,3
70,1
152,3
330,8
б) пробивну напруга стокового pn-переходу:
Пробій стокового pn-переходу має лавинний характер і визначається по емпіричному співвідношенню:
В -
набага...
