Файл: 000810.pdf

Скачать файл (2,98Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А.3.3.45 Транзистор			типу р-п-р	має	ефективну ширину		бази
W = 20мкмпри деяких напругах на переходах. Ширина емітерної області
5мкм, і	її	питомий опір	ρЕ = 50 10−6 Ом см.		Ефективний	час	життя
τр = 20мкс	і	коефіцієнт дифузії дірок		Dр = 0,0047м2 В−1с−1 .		Визначити

коефіцієнт передачі струму бази β цього транзистора.

А.3.3.46 Визначити остаточну напругу транзистора U0 =UКЕ в режимі насичення, який працює при Т = 300К і має такі параметри: ІК =10мкА, ІБ = 20мкА; α = 0,95 , αі = 0,7 . Вмикання пряме, опорами об'ємів областей колектора і емітера знехтувати.

А.4 ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРНІ СТРУКТУРИ ІС

А.4.1 Вправи для самоперевірки

А.4.1.1 а) визначити густину заряду QSS, що виникає на межі SiO2-Si в

деякій МОН-структурі, яка		має металізацію акцепторів Na =1016 см−3	і
товщину оксидного	шару	0,1мкм. Відомо, що напруга плоских зон
Uпз = −2,3В. б) до	затвора	МОН-конденсатора, розглянутого в п.	а),

прикладена негативна напруга в декілька сотих вольта; прилад знаходиться при досить високій температурі. Визначити густину заряду QB, що пов'язана зі збідненою областю, а також густину рухливого заряду Qп , який витіснений на поверхню, якщо напруга плоских зон складає в даному випадку Uпз = −1,3В. Вихідні дані: ε = 8,85 10−14 Ф/ см; ε0К = 4 ; UТ = 0, 026В;

пі =1,5 1010 см−3 ; е ФМОК = 3, 2еВ; е ФSi−SiO2 = 3, 25еВ.

А.4.1.2 Ідеальний МОН-конденсатор має шар оксиду SiO2 товщиною 0,1мкм і підкладку з кремнію р-типу, з концентрацією акцепторів 1016см-3.

Визначити питому ємність у випадках: а) Uз = 2В; f =1Гц;	б) U з = 20В;
f =1Гц ; в) Uз = 20В; f =1МГц . Вихідні дані:ε0К = 4 ; εН =12 ; пі	=1,5 1010 см−3 .
А.4.1.3 Маємо ідеальний МОН-конденсатор з кремнієвою підкладкою

р-типу і концентрацією Na =1015 см−3 . Діелектричний шар SiO2 має товщину

100нм.	Затвор	з алюмінію характеризується параметром ФМН = −0,9В.
Густина	заряду	на межі поділу QSS = 5 1011t = 8 10−8 Кл/ см2 . Визначити
		184

максимальну товщину збідненої області, ємність, обумовлену діелектриком, заряд в збідненій області (QS =QB ), порогову напругу, мінімальну ємність, а

також порогову напругу з врахуванням впливу напруги плоских зон. А.4.1.4 а) визначити порогову напругу МОН-транзистора з каналом р-

типу і орієнтацією меж поділу (111). Транзистор має алюмінієвий затвор, товщину оксидного шару 120нм, концентрацію легуючих домішок у підкладці Nd 2 = 3 1015 см−3 . Попередня концентрація Nd1 =1015 см−3 . Зі

зростанням концентрації змінюється рівень Фермі WF, тому що

WF1 −Wi = kT ln	Nd1

	n
	i	eUF	=WF −Wi .
	Nd 2	eUF	=WF −Wi .
WF −Wi = kT ln			2


2	n
2	i
	i

Це приводить до того, що змінюється величина Фмн = −0,3 +UF . При орієнтації (111) поверхнева густина заряду, що локалізований на межі напівпровідник-оксид, QSS = 5 1011 е =8 10−8 Кл/ см2 . Вважається, що

пі =1, 4 1010 см−3 ;

б) виконайте попередню вправу для МОН-транзистора з каналом п- типу, орієнтацією межі поділу (100) і товщиною оксидного шару 1017 нм при двох значеннях концентрації легуючої домішки: 5·1015см-3 і 1016см-3 . Який режим роботи транзистора в кожному з цих випадків? Внесіть поправку в значення Фмн, яка виникає внаслідок того, що концентрація носіїв у канал

змінюється	від	рівня	Na1 = 5 1014 см−3 до		рівня	Na2 =1016 см−3 :
Фмн1 =Фмн +UF	= −0,9 +UТ ln		Na	, де Na =1015 см−3 .

			Na1
А.4.1.5	Польовий МОП-транзистор з каналом р-типу працює в режимі
збагачення і має такі параметри: b =ω =50мкм;					l =5мкм,	x0К = 0,1мкм;
Uпор −1В ; ε0К = 4 ;		μр =190см2 В−1с−1 : а) визначити струм Іс, опір каналу

rc = 1 і крутизну S, якщо прилад працює в лінійному режимі при напругах qc

UЗ = 3В і UС = −0,1В. б) визначити значення Іс нас та Sнас, вважаючи, що транзистор працює при напругах U З = −4В і UС = −5В.

А.4.1.6 Польовий транзистор з керуючим р-п-переходом і каналом п-

типу має	такі параметри: Nd = 4 1015 см−3 ;	Na = Nd = 4 1015 см−3 4 1018 см−3 ;
a =1мкм;	l =10мкм; b = 400мкм. Визначити:	а) товщину каналу (2a −2h) в

тих випадках, коли заземленим електродом буде сток, витік або затвор; б) опір каналу у випадках, вказаних в п. а); в) напругу відсікання Uвідс; г) напругу насичення Uс нас при заземленому витоці та напрузі U З = −1В;

185

д) струм насичення Іс.нас при UЗ = −1В і

UС

= 3В . Вихідні дані: εн =12 ;

μп =1350см2 В−1с−1 .

А.4.2 Розв'язування

А.4.2.1 а) Uпз

= −2,3В =Фмн −

QSS

; QSS

= C0 (Фмн +2,3);

ε0ε0К

= 8,85 10−4 4 = 3,54 10−8Ф/ см2

; еФ

= еФ

−еФ

;

10−5

мн

м0

н0

0К

еФмн =3, 2 −(3, 25 +0,55 +UF )= −0,6 −UF ;

UF =UТ ln

=0, 26ln 1015 10 = 0, 29В ; Фмн = −0,6 −0,26 = −0,89В;

1,5 10

QSS

= C0 (0,89 + 2,3)= 3,54 10−8 3,19 =11, 29 10−8 Кл/ см2 .

б)

QВ = C0 (Фмн −Uт'

)= 3,54 10−8 (0,89 +1,3)= 7,75 10−8 Кл/ см2 ;

Qп = QSS −QВ = 3,54 10−8 Кл/ см2 .

А.4.2.2 а) Uпор = 2UF

−

QВ

;

0К

8,85 10−4 4

= 3,54 10−8Ф/ см2 ;

−5

0К

USi

=Un

= 2UF =UT ln

= 0,672В;

пі

QВ = −(4ε0εнNaUF )1/ 2 = −4, 72 10−8 Кл/ см2 ;

Uпор

= 0,672 +

4,72 10−8

= 2,01В.

3,54

−8

При

U з

< 2В <Uпор

МОН-конденсатор працює в режимі збіднення.

Питома ємність:

C =

3,54 10−8

=1,77 10−8Ф/ см2

;

2C02Uз

1/ 2

2 (3,54 10−8 2)

1/ 2

1,6 10−19 10−16 8,85 10−14 12

eNaε0εн

б) при Uз = +20В і досить низькій частоті f

=1Гц,С = 3,54 10−8 Ф/ см2 ;

в) якщо Uз

= +20В

і частота f =1МГц , то питома ємність дорівнює

ємності при пороговій напрузі:

186

C = Спор

3,54 10−8

=1,76 10

−8

Ф/ см

2 (3,54 10

−8

)

2,01

1/ 2

1,6 10−19 10−16 8,85 10−14 12

А.4.2.3 UF =UT

= 0, 26ln

= 0, 29В

пі

1,5 10

ωmax

= 2

ε U

1/ 2

8,85 10−14 12 0, 29

1/ 2

= 0,87мкм ;

1, 6 10

−19

eNa

0К

8,85 10−4 4

=3,54 10−8Ф/ см2 ;

10−5

0К

QВ = QS

= −qNaωmax

= −1,6 10−19 1015 0,87 10−4 =1,39 10−8 Кл/ см2 ;

= 2U

−

= 2 0, 29 +

1,39 10−8

= 0,98В.

пор

3, 45 10−8

При такій пороговій напрузі

С = С

8,85 10−14 12

=1, 2

10−8Ф/ см2 ;

0,87 10−4

ωmax

Сmin

C0 СS

3, 45 1, 2

10−8 = 0,86 10−8Ф/ см2 ;

3, 45 +1, 2

C0 +СS

=Ф

+2U

= −0,9 +0,576 −

5 1011 1,6 1019 −1,39 10−8

−

3, 45 10−8

пор

мн

= −2, 24В.

Nd 2

А.4.2.4 а)

eUF =WF2

−WF1

= kT ln

= 0,026 ln

3 10

= 0,03еВ.

Nd1

= 0,03В .

При х0К =120нм питома ємність

0К

8,85 10−14 4

= 2,84 10−8Ф/ см2 ;

−5

0К

Uп

=US

= −2UF

= −2UT ln

= −2 0, 026 ln

3 10

= −0, 64В ;

1, 4 10

QВ = (2ε0εнеNd 2

2UF

)1/ 2

= (2 8,85 10−14 12 1,6 10−19 3 1015 2 0,64)1/ 2 =

= 2,55 10−8 Кл/ см2 ;

=Ф

−

= −0, 27

5 1011 1,6 10−19

−0,64 −

3,61 10−8

2,84 10−8

пор

мн

0К

= −5В;

187

б) C0 = 3,85 8,85 10−4

= 3, 41 10−8Ф/ см2 ;

10 10−6

1011

1, 6 10−19

= 0, 47В. При Nа1 = 5 1014 см−3 .

3, 41 10

−8

Nа2

Фмн1

=Фмн

+UT ln

= −0,9 +0,026ln

= −0,88В.

Nа1

5 10

Uп1

= 2UF1

= 2UТ ln

Na1

5 1014

= 0,55В;

= 2 0,026 ln

пі

1, 4 101

QВ

(2 1,6 10−19 8,85 10−14 12 5 1014

0,55)1/ 2

= 0, 28В;

3, 41 10−8

Uпор

= −0,8 −0, 47 +0,55 +0, 28 = −0,52В . При Na 2 =1015 см−3 ;

1015

1016

Фмн2

= −0,9 +0,026 ln

= −0,96В; Uп2 = 2 0,026 ln

= 0,7В.

1, 4 10

QВ

(2 1,6 10−19

8,85 10−14 12 1016 0,7)1/ 2

= −1, 43В;

3, 41 10−8

Uпор

= −0,96 −0, 47 +0, 7 +1, 43 = 0, 7В.

Таким

чином

Uпор1 < 0 , тобто

МОН-структура з каналом п-типу перебуває в режимі збагачення і проводить струм при напрузі UЗ = 0 . В той же час Uпор2 > 0 при цьому МОН-структура перебуває в режимі збіднення і проводить струм лише у випадку, коли UЗ > 0,7В.

А.4.2.5 а) Іс =

μpC0 (UЗ −Uпор )UС −

=10 190 3.54 10−8 (−3 +1) (−0,1)−0,5 0, 01 13,12мкА;

μpC0

UЗ −Uпор −UС

=10 190 3,54 10−8

−3 −(−1)−(−0,1)

=1, 28 10−4 см; rc =

= 7,825кОм;

μpC0 (UЗ −Uпор )2 = 0,303мА;

S =

μpC0

UС

=10 190 3,54 10−8 0,1 = 6, 73мкА/ В.

(UЗ −Uпор )2 = 0,303мА

б)

Іс нас

μpC0

Sнас =

μpC0

UЗ −Uпор

= 0, 202мА/ В.

188

Смотрите также файлы

Дискретные стрессоры.docx

Практическое задание. Возрастная психология. Боронихина Юлия Петровна.docx

Семинар по написанию выпускного аттестационного проекта (онлайнформат) второй семинар 1819 июля 2023 Предварительная защита проектов.docx

Доклад по плану Содержание Введение 3 Климатические особенности степей 4 Растительный состав по ярусам растительности степей 5.doc

Бекітемін Жартас жббмкмм.docx

Файл: 000810.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно