Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
Потенциал
отдельных полевых транзисторов, соединенных параллельно (рис. 35, а),
поэтому, как и следовало ожидать, их вольт-амперные характеристики
подобны характеристикам обычного одноканального полевого транзистора
(рис. 35, б). Характерный уровень токов в этом случае значительно выше,
чем для отдельного прибора [45].
Однако в тех случаях, когда уровень легирования активной области
достаточно низкий и канал уже при нулевом напряжении на затворе перекрыт
встроенным потенциалом Уы, вольт-амперные характеристики отличаются от
обычных [44]. В качестве примера семейство таких триодноподобных
характеристик [46] приведено на рис. 36, а. На вставке показана структура
прибора (вертикальный полевой транзистор) с уровнем легирования 1014 см"3
и расстоянием между затворами 4 мкм. На рис. 36, б те же характеристики
изображены в полулогарифмическом масштабе. Из графиков, построенных на
рис. 36, а в линейном масштабе, следует, что при больших уровнях тока
вольт-амперные характеристики прибора триодного типа, т. е. ток стока
увеличивается линейно с напряжением стока Ув. При малых уровнях ток стока
увеличивается с ростом напряжения VD экспоненциально (рис. 36, б).
Причина такой экспоненциальной зависимости состоит в том, что в данном
случае напряжение на стоке понижает энергетический барьер в канале,
образовавшийся вследствие смыкания обедненных областей от обоих затворов
(рис. 37). Очевидно, что такое понижение барьера ^ (Li/La)/AVD, где AVD -
соответствующее изменение напряжения стока VD. Поэтому ток прибора,
определяемый надбарьерной термоэлектронной инжекцией, пропорционален
1 ~ ехР (hrг) - ехР ( ^шг) ' (72)
374
Глава 6
что и объясняет наблюдаемый экспоненциальный характер вольт-амперных
характеристик прибора в области малых токов (рис. 36, б). При больших
токах плотность электронов в канале между затворами становится больше
концентрации фиксированного заряда доноров, и в этом случае основную роль
начинают играть ограничения тока пространственным зарядом подвижных
носителей, что обусловливает примерно линейный характер вольт-амперных
характеристик прибора в этой области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Shockley W. A Unipolar Field-Effect Transistor, Proc. IRE, 40, 1365
(1952).
2. Dacey G. C., Ross I. M. Unipolar Field-Effect Transistor, Proc.
IRE, 41, 970 (1953).
3. Dacey G. C., Ross I. M. The Field-Effect Transistor, Bell Syst.
Tech. J.,
34, 1149 (1955).
4. Mead C. A. Schottky Barrier Gate Field-Effect Transistor, Proc.
IEEE, 54, 307 (1966).
5. Hooper W. W., Lehrer W. I. An Epitaxial GaAs Field-Effect
Transistor, Proc. IEEE, 55, 1237 (1967).
6. Hauser J. R. Junction Field Effect Transistors, in Burger R. М.,
Donovan R. P., Eds., Fundamental of Silicon Integrated Device Technology,
Vol. 2, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J., 1968, Chap. 3.
7. Pucel R. A., Haus H. A., Statz H. Signal and Noise Properties of
GaAs Microwave Field-Effect Transistors, in Martin L., Ed., Advances in
Electronics and Electron Physics, Vol. 38, Academic, N. Y., 1975, p. 195.
8. Liechti C. A. Microwave Field-Effect Transistors- 1976, IEEE Trans.
Microwave Theory Tech., MTT-24, 279 (1976).
9. Brokemuehl R. R. Analysis of Field-Effect Transistors with
Arbitrary Charge Distribution, IEEE Trans. Electron Devices, ED-10, 31
(1963).
10. Middlebrook R. D., Richer I. Limits on the Power-Law Exponent for
Field-Effect Transistor Transfer Characteristics, Solid State Electron.,
6, 542 (1963).
11. Zuleeg R., Notthoff J. K., Lehovec K. Femtojoule High-Speed Planar
GaAs E-JFET Logic, IEEE Trans. Electron Devices., ED-25, 628 (1978).
12. Jacoboni C., Canali C., Ottaviani G., Quaranta A. A. A Review of
Some
Charge Transport Properties of Silicon, Solid State Electron., 20, 77
(1977).
13. Smith P., Inoue М., Frey J. Electron Velocity in Si and GaAs at
Very High Electric Fields, Appl. Phys. Lett., 37, 797 (1980).
14. Lehovec K., Zuleeg R. Voltage - Current Characteristics of GaAs
JFETs in the Hot Electron Range, Solid State Electron., 13, 1415 (1970).
15. Williams R. E., Shaw D. W. Graded Channel FET's Improved Linearity
and Noise Figure, IEEE Trans. Electron..Devices, ED-25,-600 (1978).
16. Williams R. E., Shaw D. W. GaAs FET's with Graded Channel Doping
Profiles, Electron. Lett., 13, 408 (1977).
17. Pucel R. A. Profile Design for Distortion Reduction in Microwave
Field-Effect Transistors, Electron. Lett., 14, 204 (1978).
18. Kennedy D. P., O'Brien R. R. Computer Aided Two-Dimensional
Analysis
of the Junction Field-Effect Transistor, IBM J. Res. Dev., 14, 95
(1970).
19. Lehovec K-, Miller R. Field Distribution in Junction Field Effect
Transistors at Large Drain Voltages, IEEE Trans. Electron Devices, ED-22,
273
(1975).
Полевые транзисторы
375
20. Himsworth В. A Two-Dimensional Analysis of GaAs Junction Field-
Effect Transistors with Long and Short Channels, Solid State Electron.,
15, 1353 (1972).
21. Ruch J. Electron Dynamics in Short Channel Field-Effect
