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 2 у постоянна по всей его длине, но зависит от напряжений затвора U зи и подложки U пи.

Рассмотрим случай, когда подложка и затвор соединены друг с другом, т. е. U пи = U зи. Тогда толщина канала 2 у (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 U зи, тем шире р-n-переход и тоньше канал (рис. 7.2,а). При некотором напряжении U зи = U отс канал полностью перекрывается.

Величину U отс называют напряжением отсечки канала. Найдем ее из выражения (7.1), положив 2 y = 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

U отс = .

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

 

2у=h(1- ) (7.3)

 

Начальная толщина канала (при U зи = 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 U зи> U отс сопротивление канала R к ¥ итранзистор закрывается.

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

Подставив в выражение (7.3) вместо U зи напряжение U зи+ U x, действующее в данном случае на переходы, найдем толщину канала:

x =h(1- ) (7.6)

она максимальна у истока, где U x = 0, и минимальна у стока, где U x = U си:

с =h(1- ) (7.7)

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

U нас= U отс U зи j к. (7.8)

Заметим, что при этом сопротивление канала R кн¹¥; оно больше R ко, но имеет конечное значение и через канал под действием напряже­ния U си = U нас проходит максимальный ток стока

I Cmax = U нас/ R ки.

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

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

dU x= I c dR x= I c

Использовав соотношение (7.6), пренебрегая j к, получим

Интегрируя от U x = 0 до U x = U си £ U нас, от х = 0 до х = l, полу­чим

(7.9)

Учитывая, что ,найдем ток в режиме насыщения, т.е. при U си = U нас = U отс U зи:

(7.10)

Максимальное значение ток стока имеет при U зи = 0:

(7.11)

Отсюда следует, что в режиме насыщения (при U си = U нас)сопротивление канала в три раза выше, чем R ко.

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.

 

 


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 386 | 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 - 2015-2024 год. (0.007 сек.)