Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 154

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 228 >> Следующая

эффективная константа Ричардсона (определенная в гл. 8). Типичные
¦параметры транзистора такой структуры: Фв=0,8 в; Ад=4016 см~3\
WB =:100iA.
3) В случае туннельного транзистора предполагается, что ток
подчиняется уравнению автоэлектронной эмиссии Фаулер'а - Норд-
хейма аналогично выведенному для туннельных диодов. Толщина и
проницаемость диэлектрика соответственно We и (r)е, высота барьера металл-
диэлектрик Фв. Типичные параметры транзистора: Фв = 1 в;
WE=20 А; е"/Ео=4.
4) В случае транзистора с ограничивающим пространственным зарядом
предполагается, что область эмиттера свободна от фиксированных зарядов
или ловушек и в ней присутствует лишь один тип юсителей, а скорость
носителей составляет pig, где р, и g - соответственно подвижность
носителя и напряженность электрического поля.
На основе уравнений, приведенных в табл. 11-3, вычислена проводимость
эмиттера ge = =dJE/dUEB (рис. 18,а). Видно, что биполярный транзистор и
транзистор со структурой SMST имеют самую высокую проводимость эмиттера
вследствие ярко выраженной у них экспоненциальной зависимости тока ,от
напряжения. Транзистор с ограничивающим пространственным зарядом имеет
самую низкую проводимость вследствие слабой зависимости тока от
напряжения (JE~ " U3eb).
На рис. 18,6 графически показана вычисленная добротность эмиттера [Л. 25]
ge/Ce, которая обратна времени зарядки эмиттера Хе. Следует отметить, что
транзисторы со структурой SMST и транзисторы с р-п переходами имеют в
основном одинаковые эмиттерные характеристики и характеризуются самыми
высокими значениями •добротности. За ними следуют транзистор со
структурой SCLT и,
Рис. 18. Проводимость и добротность эмиттера для разных типов
транзисторов.
а - теоретические значения проводимости эмиттера как функции плотности
эмиттерного тока для четырех типов транзисторов (на рис" 17); б -
теоретическая добротность эмиттера в зависимости от плотности эмиттерного
тока для четырех типов транзисторов [Л. 25].
наконец, туннельный транзистор, п-редставляющий самые серьезные
емиттерные ограничения.
Б. Максимальная частота колебаний (fmax)- Для сравнения частотных
характеристик транзисторов -на "горячих" электронах будет использоваться
максимальная частота .колебаний. Для простоты будет выбрана .полосковая
геометрия прибора (рис. 19) с шириной эмиттерной полоски S, отстоящей от
базовых полосок на расстояние S/2 '[Л. 26]. Сопротивление базы,
определяемое пленкой металла,
lfi\ Г Pm \
3 {.l){wb)
и емкость коллектора Сс = =2SJj&c/xc, где L - длина полоски; ес -
проницаемость коллектора; хс-ширина обедненного слоя коллектора и рт-
удельное сопротивление металлической базы.
База
Эмиттер
База
Коллектор
Рис. 19. Геометрия транзистора с шириной эмиттерной полоски S, отстоящей
на расстояние Sj2 от полосок . базы [Л. 26].
Максимальная частота колебаний (fmax) выражается (Л. 27]:
fn
= - Г- -1
4л [гъСсАегес ]
1/2
(51)
где а - коэффициент усиления по току в схеме с общей базой, a tec - время
запаздывания сигнала от эмиттера к коллектору.
¦В следующем разделе будет показано, что коэффициент усиления ,по току в
схеме с общей базой а в транзисторе на "горячих" электронах может быть
выражен как
(52)
где а* - величина ", экстраполированная к нулевой толщине пленки, a LB -
баллистическая средняя длина свободного пробега, т. е. среднее
расстояние, которое может пройти в металлической базе электрон, не
подвергаясь эффекту рассеяния.
Для рассматриваемых транзисторов на "горячих" электронах время пролета (-
прохождения) в базе мало, и им можно пренебречь, откуда
tec = Ce/ge + • (53)
где хс -ширина обедненного слоя коллектора и Vei - скорость носителей,
ограниченная рассеянием.
Если подставить уравнения (52) и (53) в уравнение (51) и найти максимум
для fmax с учетом толщины металлической пленки, получим:
a* (3LB/2e9mec) 11/2
¦Сравнение кривых зависимости f max ОТ ПЛОТНОСТИ ЭМИТТСрНОГО тока для
транзисторов на "горячих" электронах дается ,на рис. 20. Видно, что самые
высокие частотные характеристики обеспечиваются транзисторами со
структурой SMST, затем SCLT, и наконец, туннельными транзисторами и что
единственным транзистором на "горячих" электронах, способным обеспечить
лучшие высокочастотные характеристики по сравнению с транзистором на р-п
переходах, является транзистор со структурой SMST. В следующем разделе
будут рассмотрены более подробно ограничения и достоинства SMST.
3. Транзистор со структурой полупроводник - металл - полупроводник
(SMST). Несмотря на то, что SMST способен обеспечить лучшие
высокочастотные характеристики, малый коэффициент усиления по току а
прибора серьезно ограничивает его применение в СВЧ-схемах. Основные
причины, обусловливающие низкий коэффициент усиления, сводятся к
следующему: 1) потери
при переносе носителя заряда через базу за счет электрон-злектронного и
электрон-фонон-ного рассеяния; 2) электрон-фононное взаимодействие в
полупроводниковых слоях эмиттера и коллектора; 3) квантовомеханическое
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed