Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 91

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 228 >> Следующая

часть канала между истоком и стоком отсекается, и ток достигает
насыщения.
Для напряжений, больших UDsat, точка смыкания обедненных слоев (точка Р
на рнс. 16) смещается в сторону истока. Однако
лг~:
d
Обедненный /слой
У/УУУ/УУ/УУпУУУУУУУУ
г О У
о
х-
а)
UD~UD sat
VZZZZZZ
Uc>U
sU
^ - riy> 'iit 'м-j > b~J > J1J J J J yl-
>|tW|
6)
Рис. 16. Разрез структуры канального транзистора. а - в положении
равновесия: б - в момент отсечки канала, когда обедненные слон проникают
в глубь канала и смыкаются вблизи стока; в - в режиме глубокой отсечки
(иабьпцения), когда точка смыкания обедненных слоев (/;) смещается в
сторону истока.
ток практически остается постоянным и равным току насыщения. Этот ток
протекает благодаря тому, что носители заряда инжектируются в обедненную
область из канала в точке Р (где касаются области обеднения), подобно
тому, как в биполярных транзисторах носители инжектируются эмиттером в
обедненную область обратно смещенного коллекторного перехода.
На рис. 17 приведены вольт-амперные характеристики канального
транзистора. Зависимость тока стока от напряжения на стоке Дана для
различных напряжений. на затворе. На приведенном се-
мействе характеристик можно выделить три области: лннеиная область, где
напряжение на стоке мало н ток стока пропорционален напряжению; область
насыщения, где ток стока слабо зависит от напряжения на стоке; область
пробоя, где ток стока возрастает
Область
пробоя
Рис.. 17. Вольт-амперные характеристики канального транзистора.
Uр - напряжение рмыкания канала (напряжение отсечки). Для данного
напряжения иа затворе UG, ток стока н напряжение на стоке, прн которых
наступает насыщенне (обо-значены lDsat и UDsat соответственно) .
Щsat Ui>sat(~Up УьО
при малых изменениях напряжения на стоке. При увеличении напряжения на
затворе и ток насыщения и напряжение насыщения уменьшаются. Это
происходит в результате уменьшения начальной
глубины канала и соответ-
Обедненная Щ Затвор область
Рис. 18. Разрез структуры верхней половины канального транзистора. У\ и
т/2 ¦- ширина обедненных
слоев у истока и у стока [Л. 7].
ствующего увеличения сопротивления канала.
Рассмотрим теперь более детально вольт-амперные характеристики канального
транзистора с произвольным распределением заряда. Благодаря симметрии
задачи, идеализация которой иллюстрируется рис. 16, мы можем ограничиться
рассмотрением только верхней половины канала, как это изображено на рис.
18 Здесь
h-ширина обедненного слоя в произвольной точке канала, 8 У1 и уг - ширина
обедненного слоя у истока и стока' соответственно. Введем определение
поверхностной плотности заряда с помощью интеграла
Y
(30а)
ИЛИ
о
h
Q(h)= j* Р (y)dy.
(306)
где р (?/) -объемная плртность заряда, kJcm3.
С помощью уравнения .Пуассона можно определить h и р(У) в зависимости от
величины обратного напряжения на переходе V(К). Если ограничиться
предположением о "плавном" канале, т. е. принять, что ширина обедненного
слоя h плавно изменяется вдоль канала (в нарравленни х), то
-д*У _д?у _ р'(у)
№ ду • <31)
где 6 у - электрическое поле в направлении у; es - диэлектрическая
постоянная.
Интегрирование уравнения (31) в пределах от у=0 до y=h дает:
у
dll 1 Г
: - -- \ р (у) dy + const.
(32)
Постоянная интегрирования может быть определена из граничного условия.
Для резкого р-п перехода &у=0 при y=h. Следовательно, постоянная
интегрирования в уравнении (32) равна:
h
-М'
Р (у) dy.
б
Таким образом, из уравнений (30) и (32) следует:
dU
п . у
-[ j Р (у) dy - j Р Шу] = ~ IQ (АК- Q (*)] • (33)
Произведя интегрирование еще раз в пределах от у=0 до y=h, мы получим
зависимость напряжения на обедненном слое U(h), которая определяется и
приложенным напряжением н контактной разностью потенциалов р-п перехода:
h h
u (й)=^Г [Q {h) j dy~ j Q (y) dy\=
0 0
h
= -^-[/iQ(A)-jQ(</)dp], (34)
или
h
U (A) = j* yp (У) dy. (35)
0
Справедливость перехода от уравнения (34) к уравнению (35) может быть
доказана путем интегрирования по частям правой части уравнения (35).
Максимальное значение верхнего предела интегрирования соответствует
точке, в которой 1г=а и соответствующее напряжение, как это уже было
определено ранее, называется ¦ напряжением отсечки (нлн напряжением
перекрытия канала). После достижения этой точки ток через канал остается
по существу постоянным *. Напряжение отсечки равно:
а
upi= V(h=a) = -jn j УР (У) dy. (36)
Дифференцирование уравнения (35) дает: dU _ hp (h)
dh
(37)
Уравнение (37) показывает, что изменение напряжения, необходимое для
того, чтобы сместить границу обедненного слоя на определенную величину,
возрастает при увеличении ширины обедненно-' го слоя h и пропорционально
поверхностной плотности, заряда на границе обедненного слоя. Удельная
емкость перехода на единицу площади определяется следующим выражением:
_ dQ (h) __ ( ()Q \ ( dh
dU
( dQ\ f dh \
[Ж) [Ж)' (38)
Таким образом,' обедненный слой действует как плоский конденсатор с
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed