Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Элементарная теория транзистора с p–n–затвором

Читайте также:
  1. JOURNAL OF COMPUTER AND SYSTEMS SCIENCES INTERNATIONAL (ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ)
  2. Quot;Элементарная модель" типа ИМ.
  3. VII. Теория
  4. Бюрократическая теория Вебера.
  5. В различных социологических теориях
  6. Вабила и теория вабления
  7. Взаимосвязь общелитературных (общеязыковых) и функционально-речевых (стилистич) норм. Динамическая теория нормы.

Влияние напряжения затвора на сопротивление канала. При напряжении стока, равном нулю, толщина канала 2у постоянна по всей его длине, но зависит от напряжений затвора Uзи и подложки Uпи.

Рассмотрим случай, когда подложка и затвор соединены друг с другом, т. е. Uпи = Uзи . Тогда толщина канала 2у (рис. 7.2, а) с учетом выражения (2.41)

2у=h-2 (7.1)

где h – расстояние между металлургическими границами n-слоя;
Nд – концентрация доноров в канале.

Чем больше обратное напряжение затвора Uзи, тем шире р-n-переход и тоньше канал (рис. 7.2,а). При некотором напряжении Uзи = Uотс канал полностью перекрывается.

Величину Uотс называют напряжением отсечки канала. Найдем ее из выражения (7.1), положив 2y = 0:

(7.2)

 

Величина jк << Uотс и ею пренебрегают.

 

 

Пример 7.1.Пусть толщина n-слоя h = 5 мкм, концентрация доноров в нем Nд=1015см–3. Тогда напряжение отсечки

Uотс= .

Подставив выражение (7.2) в (7.1), можно определить толщину канала:

 

2у=h(1- ) (7.3)

 

Начальная толщина канала (при Uзи = 0)0=h(1- ).

 

При этом сопротивление канала минимально:

(7.4)

где ρ – удельное сопротивление канала.

 

Пример 7.2.Пусть длина канала 1=5 мкм, ширина w= 1 мм, толщина n-слоя
h = 5 мкм и его удельное сопротивление
ρ= 10 Ом*см. Тогда

Rко = Ом

При подаче напряжения на затвор толщина канала 2y уменьшается и сопротивление канала возрастает:

(7.5)

 

При Uзи> Uотс сопротивление канала Rк ¥ итранзистор закрывается.

Влияние напряжения стока на процессы в канале.При подаче на сток положительного напряжения Ucи в канале возникает ток Iс и вдоль каналапоявляется падение напряжения Uх, величина
которого зависит от координаты х, т. е. от расстояния до истока. При этом на переходе появляется зависящее от координаты хнапряжение Uзи+Uxи толщина канала х становится переменной (рис. 7.2,б).

Подставив в выражение (7.3) вместо Uзи напряжение Uзи+Ux, действующее в данном случае на переходы, найдем толщину канала:

x=h(1- ) (7.6)

она максимальна у истока, где Ux = 0, и минимальна у стока, где Ux = Uси:

с=h(1- ) (7.7)

При некотором значении напряжения стока Uси = Uнас, называе­мом напряжением насыщения, канал у стока полностью перекрывается (рис. 7.2,в). Напряжение насыщения определим, положив с= 0:

Uнас=UотсUзиjк. (7.8)

Заметим, что при этом сопротивление канала Rкн¹¥; оно больше Rко, но имеет конечное значение и через канал под действием напряже­ния Uси = Uнас проходит максимальный ток стока

ICmax = Uнас/Rки.

При дальнейшем повышении напряжения стока участок перекры­тия канала δ расширяется и весь избыток напряжения Uси-Uнас падает на этом участке (рис. 7.2,г,д), а на проводящем участке канала напряжение остается постоянным, равным Uнас.

На перекрытом участке ток проходит за счет экстракции носителей заряда из канала в обедненную область, где под действием ускоряю­щего поля экстрагируемые носители устремляют­ся на сток. Таким образом, сопротивление перекрытого участка канала

 

есть сопротивление диода в режиме насыщения: оно определяется ве­личиной экстрагируемого тока.

Теоретическая вольт-амперная характеристика. Расчет этой ха­рактеристики проведем для открытого канала (в режиме насыщения вычисления представляют большую сложность). Канал будем считать равномерно легированным.



На элементарном участке канала падение напряжения

dUx=IcdRx=Ic

Использовав соотношение (7.6), пренебрегая jк, получим

Интегрируя от Ux = 0 до Ux = Uси £ Uнас, от х = 0 до х = l, полу­чим

(7.9)

Учитывая, что ,найдем ток в режиме насыщения, т.е. при Uси = Uнас = UотсUзи:

(7.10)

Максимальное значение ток стока имеет при Uзи = 0:

(7.11)

Отсюда следует, что в режиме насыщения (при Uси = Uнас )сопротивление канала в три раза выше, чем Rко.

С учетом (7.11) получим окончательное выражение для тока стока:

(7.12)

Это основное уравнение полевого транзистора с р-n-затвором; оно было выведено в 1952 г. В. Шокли, предложившим данный прибор.

Загрузка...

 

 


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 86 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Дифференциальные параметры транзистора с p–n–затвором | Транзистор с p-n-затвором как усилитель | Затвором | Элементарная теория транзистора с изолированным затвором | С изолированным затвором | Усилительные свойства МДП-транзистора | МДП-транзисторы в ключевом режиме |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Охрана труда и окружающей среды| Вольт-амперные характеристики транзистора с р-п-затвором

mybiblioteka.su - 2015-2017 год. (0.094 сек.)