Основные разделы


Компьютерная модель

Модель поведения ОПЗ МДП-транзистора будет построена в системе MathCad.

Для начала построения модели нужно ввести все необходимые исходные данные. Введем сначала физические константы, которые понадобятся нам для дальнейших расчетов. Такими константами являются: заряд электрона, диэлектрическая проницаемость оксида кремния, вакуума и кремния, контактная разность потенциалов между оксидом кремния и кремнием, постоянная Больцмана, концентрация собственных носителей в кремнии, ширина запрещенной зоны кремния. Все эти величины введены в изложенном выше порядке. Часть листинга, соответствующая вводу констант приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Ввод физических констант

Далее нужно ввести физические параметры самого транзистора. К таковым относятся: концентрация легирующей примеси в подложке Nsub, плотность поверхностных состояний Nss, концентрация примеси в области стока Nd, длина канала W, толщина подзатворного окисла Tox, разность работ выхода из затвора и подложки Ξgsub. Листинг представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Ввод физических параметров МДП-транзистора

Теперь нужно ввести исходные данные для построения модели. Напряжение на затворе Ug, напряжение на стоке и истоке Ud и Us, напряжение на подложке Usub, температура окружающей среды Т.

Рисунок 8 - Ввод исходных данных

Теперь, после ввода всех необходимых данных можно приступать к расчетам.

Для начала следует рассчитать пороговое напряжение транзистора. Расчет будем вести по следующей формуле

, (6)

где - потенциал уровня Ферми; - удельная емкость подзатворноко диэлектрика.

В формуле (6) присутствуют величины и , которые тоже необходимо рассчитать.

,

.

Листинг расчета порогового напряжения транзистора представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 - Расчет порогового напряжения транзистора

Следует отметить, что MathCad сможет вычислить значение какой-либо величины, в данном случае VT0, только в том случае, если все необходимые для расчета величины будут заданы (или вычислены) выше основной расчетной формулы.

Как было сказано в разделе 1.2 настоящей работы, когда напряжение на стоке станет равным , канал в районе стока оказывается перекрытым слоем объемного заряда. Нужно найти это напряжение на стоке. Расчет ведем по формуле (1.1). При дальнейшем увеличении напряжения на стоке наступит момент пробоя p-n-перехода сток-подложка. Это напряжение тоже необходимо посчитать. Расчет пробивного напряжения p-n-перехода будем вести по приближенной формуле

,(7)

Листинг представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 - Расчет напряжения перекрытия и пробоя

После расчета напряжений перекрытия канала и пробоя p-n-перехода нужно вычислить величину, на которую уменьшится длина индуцированного канала при превышении напряжением на стоке напряжения перекрытия канала. Листинг расчета представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 - Расчет уменьшения длины канала

В приведенном листинге Δl принимает три различных значения. Первое значение определяет величину Δl при напряжениях больших, чем напряжение начала перекрытия канала, но меньших, чем напряжение пробоя p-n-перехода сток-подложка. Второе значение - уменьшение длины канала при напряжениях меньших, чем напряжение перекрытия канала. Очевидно, что это значение ноль. Третье значение Δl - значение при достижении напряжением на стоке величины пробоя p-n-перехода сток-подложка. При этом длина канала перестает уменьшаться.

Толщина ОПЗ зависит от величины потенциала на границе канала и ОПЗ. Вид этой зависимости

,(8)

где - изменение потенциала на расстоянии y от истока.

Перейти на страницу: 1 2

Прочитайте еще и эти статьи:

Системы регистрации речевой информации, используемые в настоящее время в ГА
Применению микропроцессорных систем в авиации способствуют их малые габариты, вес, энергопотребление, высокая надежность и огромные функциональные возможности. При этом мощный прогресс всех компонентов микропроцессорных систем делает все более в ...

Структурная схема системы связи
В теории электрической связи рассматриваются вопросы преобразования сообщений в электрические сигналы, преобразования и передача сигналов включающих в себя вопросы генерирования сигналов, кодирования модуляции, помехи и искажения сигналов, оптим ...

© Copyright 2020 | www.techattribute.ru