Розрахунок електричних параметрів і характеристик польового транзистора з керуючим р-n-переходом

Національний університет

“Львівська політехніка”

Курсова робота

З курсу: “Фізика польових напівпровідникових приладів і компонентів інтегральних схем на основі МОН-структур ”

на тему: “Розрахунок електричних параметрів і характеристик польового транзистора з керуючим р-n-переходом ”

Виконав:

Перегинець І.І.

Прийняв:

п роф. Дружинін А.О .

Львів 2002

Завдання :

1 . Принципова відмінність польових транзисторів від біполярних.

2 . Намалювати сім’ю ВАХ і характеристик передачі.

3 . Які фізичні фактори відповідають за нелінійність ВАХ.

4 . Розрахувати опір ділянки кола стік-витік транзистора у відкритому стані при концентрації донорів в каналі Nd, акцепторів в р області Na, довжині каналу L, ширині-W і товщині-d.

5 . Який з параметрів польового транзистора характеризує йогопідсилювальну властивість врежимі малих сигналів? Визначити його максимальну величину.

6 . Від чого залежить ширина ОПЗ затворного р⁺ -n-переходу.Оцінити цю ширину.

7 . Дати визначення й розрахувати напругувідсікання.

8 . Чим зумовлена бар‘єрна ємність затворного р-n-переходу?

9 . Розрахувати вхідну ємність р-n-переходу.

10 . Які фізичні процеси обмежують діапазон робочих частот.

11 . Розрахувати максимальну робочу частоту транзистора

12 . Яку технологію можна використати при розробці транзистора.

Дані для розрахунку курсової роботи:

N_d =1·10²¹ (м^-3 )- концентрація донорів;

N_a =2·10²⁴ (м^-3 )-концентрація акцепторів;

L=15·10^-6 (м)- довжина каналу;

W=300·10^-6 (м)-ширина каналу;

d₀ =0,8·10^-6 (м)- віддаль між металургійними межами;

e=12,5-діалектрична проникливість кремнію;

e₀ = 8.85·10^-6 -діалектрична проникливість у вакумі;

m_n =0,14(м² /В×с)-рухливість електронів;

m_р =0,05(м² /В×с)-рухливість дірок;

n_i =1.45·10¹⁶ (м^-3 )-концентрація електронів у власному н/п в умовах термодинамічної рівноваги;

V_s =10·10⁵ (м×с^-1 )-швидкість насичення;

Т_t =300(K)-кімнатна температура;

k=1.38·10^-23 (Дж×K^-1 )-константа Больцмана.

Вступ

Польові транзистори з керуючим р-n-переходом – уніполярні напівпровідникові прилади, принцип дії яких заснований на дрейфі основних носіїв заряду. Такі транзистори мають менший вхідний опір порівняно з МДН-транзисторами, однак він є набагато більшим від вхідного опору біполярного транзистора. Розрізняють польові транзистори з керуючим р-n-переходом як прилади з каналом р- або n-типу провідності.

Польові транзистори з керуючим р-n-переходом перш за все використовуються в підсилювальному режимі. Тут в багатьох випадках вони мають переваги над МДН-транзисторами. Зокрема вжливою перевагою польових транзисторів з керуючим р-n-переходом є малий рівень власних шумів і висока стабільність параметрів в часі. Причиною цих переваг є те, що канал в польових транзисторах з керуючим р-n-переходом відокремлений від поверхні р-n- переходом. На межі каналу й ОПЗ відсутні поверхневі дефекти, які зумовлюють як нестабільність параметрів, так і додаткові шуми в МДН-транзисторах. Такі транзистори відзначаються високою радіаційною стійкістю.

Рис. 1. Схематичне зображення польового транзистора з керуючим p - n - переходом

1) Принципові відмінності польових транзисторів від біполярних

Основною відмінністю польових транзисторів від біполярних є те що польові транзистори є уніполярними приладами,тобто в переносі заряду бере участь лише один вид носіїв, тому відсутні процеси інжекції і екстракції, що покращує їх частотні властивості.

В польвих транзисторах інформаційний сигнал (керуюча дія) задається у вигляді напруги або електричного поля, а в біполярних керування відбувається вхідним струмом.

Вхідний опір в уніполярних транзисторів значно більший, тому досягається високий коефіцієнт підсилення за струмом.

Вихідний опір великий, але має певне значення, який зумовлиний поверхневими втратами й модуляцією довжини каналу, а в біполярних транзисторах модуляція ширини бази – ефект Ірлі.

2) При фіксованій напрузі зміщення на затворі струм в каналі збільшується зі зростанням напруги на стоці доки при деякій порівняно невеликій напрузі U_c =U_{c нас} не відбувається насичення струму. На ВАХ необхідно розрізняти ділянку насичення та лінійну. Формули для визначення ВАХ у лінійній ділянці:

в ділянці насичення:

На лінійній ділянці стум стоку пропорційний до U_c , а у ділянці насичення стум стоку не залежить від напруги стоку. При підвищенні від‘ємної напруги зміщення на затворі U_з струм насичення і напруга, що відповідає початку насичення зменшуються. Це зумовлено зниженням початкової товщини провідного каналу, що

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать