">. Побудувати вихідні ВАХ транзистора в рамках ідеальної і реальної моделей при 0-5 В, 4 В, 0 В.
. Привести малосигнальная еквівалентну схему, пояснити сенс елементів.
Факультативно
7. Провести розрахунок і коректування з урахуванням ефектів короткого і вузького каналу.
. На додаток до п.5 побудувати реальну вихідну ВАХ для=4 В,=- 2 В. На одному графіку поєднати наступні ВАХ:
Ідеальна ВАХ при=0-5 В,=4 В,=0 В.
Реальна ВАХ при=0-5 В,=4 В,=0 В.
Реальна ВАХ при=0-5 В,=4 В,=- 2 В.
. Розрахувати параметри еквівалентної схеми.
2.2 Розрахунок і коректування порогового напруги транзистора
При порогове напруга n-МДП-транзистора розраховується за формулою (1.1):
, (1.1)
де:
? GB - контактна різниця потенціалів затвор - підкладка,
? G,? B - їх потенціали відповідно,
Q ss - щільність поверхневого заряду на кордоні діелектрик- напівпровідник,
Q sB0 - поверхнева щільність заряду в каналі,
CS - питома ємність діелектрика.
На основі вихідних даних розраховуємо компоненти для (1.1):
Потенціал підкладки
(1.2)
Контактна різниця потенціалів затвор - підкладка
(1.3)
Заряд, пов'язаний з ОПЗ напівпровідника
, (1.4)
де - ширина ОПЗ під затвором.
Таким чином.
Заряд, пов'язаний з поверхневими станами на кордоні оксид-кремній
. (1.5)
Питома ємність діелектрика
. (1.6)
Таким чином, при заданих вихідних даних забезпечується порогове напруга.
Для забезпечення величини порогового напруги необхідно зменшити його на величину. Якщо затвор зробити з р + -Si, то отримаємо. Залишається добав?? ть. Так як ця величина негативна, то під затвором необхідно виконати подлегірованіе поверхні домішкою n-типу (мілкими донорами) на глибину.
Необхідна доза подлегірованія становить
. (1.7)
Середня концентрація донорів у подзатворного шарі
. (1.8)
Висновок : розраховано порогове напруга МДП-транзистора; воно ж скориговано з урахуванням технічного завдання. Доза подлегірованія становить.
2.3 Розрахунок ВАХ в рамках ідеалізованої моделі
У наближенні ідеалізованої моделі дію підкладки не враховується, а товщина ОПЗ під затвором вважається постійною і рівною. Вольт-амперна характеристика (формула 1.9):
;.
Дані для побудови сімейства ідеальних ВАХ МДП-транзистора представлені в таблиці 1.2, а саме сімейство зображено на малюнку 1.3.
Табл. 1.2 - розрахункові дані для побудови сімейства ВАХ в рамках ідеалізованої моделі.
V GS=2 BV GS=3 BV GS=4 BV GS=5 BV ds=0 B; I d, мкА0000V ds=0.5 B; I d, мкА169.3125395.0625620.8125846.5625V ds=1.0 B; I d, мкА225.75677.251128.751580.25V ds=1.5 B; I d, мкА225.75846.56251523.8132201.063V ds=2.0 B; I d, мкА225.7590318062709V ds=2.5 B; I d, мкА225.759031975.3133104.063V ds=3.0 B; I d, мкА225.759032031.753386.25V ds=3.5 B; I d, мкА225.759032031.753555.563V ds=4.0 B; I d, мкА225.759032031.753612V ds=4.5 B; I d, мкА225.759032031.753612
Рис. 1.3 - сімейство ВАХ в рамках ідеалізованої моделі.
Висновок : обчислено і побудовано сімейство ВАХ ідеального транзистора при різних напружених затвор-витік (В).
. 4 Розрахунок ВАХ з урахуванням неоднорідності ОПЗ під затвором
Крута область ВАХ
Коефіцієнт впливу підкладки:
Розрахунок проведемо при,.
Напруга насичення визначається співвідношенням:
, (1.11)
Для,:.
Струм насичення I DS визначається з виразу (1.10) при:
Положиста область ВАХ
Для пол...
