|
| |
|
Главная Журналы (3-73) 3.5.3. Трехэлектродный симметричный ПТУП с резкими переходами. Выражение для тока стока в области до насыщения легко получается из (3-13) и (3-71): /д 3(Гсо/Го- Wes/Wo)-2[(WeD/Wof-(WeslwS] /о 1 + [Vds/(LEo)] где /о = -2aZiXnoNnWoq/ (3L). Крутизна передаточной характеристики определяется путем деления (3-18) на тот же коэффициент: где 0= -3Io/Wq. Для режима насыщения из (3-72) с помощью (3-48) находим Id = 2Zafx„oEoA„ 0 / J 3/oZ.Eo/ Полагая Wgd=Wgd и Id=Id в (3-73) и (3-74), получаем уравнения для определения Id [108] и gm [110]*: 3 1 12 /о " 3I0LE0 - 3- "gs 0 I Z.Eo[\ 3/oZ.Eo/ Го \lDWm,LE,)-{WIW,f go. 1 - [r„/(Z.E„)] { [1 + /,r„/(3 E„) Г (3-75) (3-76) Уравнение (3-75) решается численными методами для различных Wgs,. после чего из (3-76) находятся величины gm/go-На рис. 32 построены полученные таким способом характери- . стики прибора с п-каналом; величины Id и gm нормированы на их максимальные значения при [д,„ = const (Е). Как уже отмечалось ранее, важным параметром ПТУП является отношение gm/1D- На рис. 33 приведены зависимости обратной величины этого отношения от напряжения на затворе. Видно, что в широком диапазоне изменения Vgs они представляются прямыми, пересекающими ось Vgs при Vgs-Vpo, и поэтому могут быть аппроксимированы формулой -iVp.-Vos)- (3-77) * Проводимость сток-исток может быть определена дифференцированием (3-73). Заметим, что при Wqd=Wqd она отлична от нуля. Для модели прибора с [д, = const (Е) значения п заключены в пределах 2-2,25 независимо от профиля легирования [111, 112]. При j,=f(E), Как следует из рис. 33, значения п умень-  -7,0 -2,0 -3,0-3,5 Рис. 32. Влияние зависимости подвижности от поля на характеристики симметричного ПТУП с резкими переходами: а - стоковые характеристики, б - крутизна в режиме насыщения. При вычислениях полагалось Wa=-4, 2 В, ф=-0,7 В, Ео=8,5 10 В/см; штриховые линии соответствуют n„=const (Е) шаются. Типичной экспериментальной величиной для прибора с плоской геометрией является п = 2, хотя встречаются как более низкие (1,57), так и более высокие (2,7) значения [112]. Следует отметить, что экспериментально определить напряжение перекрытия Кро по характеристикам /b(Vgs), /b(Vgs) или gmiVos) весьма затруднительно, так как на этих кривых точки, соответствующие переходу в режим насыщения или напряжению отсечки, выражены нечетко. Большей точности можно достичь, используя экспериментальные зависимости 1вШт, которые, как правило, имеют четкий линейный участок [112, ~113]*. Представляя (3-77) в виде " " PO~GS  n = fJ5 Ti=1,95 -3,0 -3,5 В Рис. 33. Теоретические кривые 1в1вт (Vgs) M,„==const (Е); 2, 3 -M.„=f{E); 2 -L=10 мкм; 3 -L=2,5 мкм. Значения Ио, ф, Ео те же, что и на рис. 32. Учет влияния поля на подвижность привел к зависимости формы кривых от L и интегрируя от Vpo до О, получаем /d = /z,o(1- Vosyr VpJ (3-78) где /во -ток стока при Kgs=0. Это эмпирическое соотношение, впервые предложенное в [17], хорошо согласуется с экспериментальными данными для приборов с плоской геометрией и является удобным приближением при расчете электронных схем. * Более простой и, по-видимому, более точный метод определения Vpo заключается в определении предельного напряжения затвор-исток при приложении возрастающего напряжения между затвором и стоком [114]. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |