Расчет параметров кремниевого интегрального N-канального МДП-транзистора

Сентябрь 15, 2022

Главная
Алгебра
Расчет параметров кремниевого интегрального N-канального МДП-транзистора

Содержание

2. МДП-транзистор Физической основой работы МДП-транзистора является эффект поля, который состоит в изменении концентрации свободных носителей заряда
3. Преимущества МДП-транзистора По сравнению с другими полупроводниковыми приборами, такими как биполярные транзисторы или тиристоры, МОП-транзисторы обладают
4. Применение и перспективы Благодаря своим уникальным свойствам, МДП-транзистор нашел широкое применение в различной электронной аппаратуре. Инновационным
5. Малосигнальная эквивалентная схема
6. Топология n-канального МДП транзистора Данные из варианта: L = 2, мкм W = 50, мкм xj
7. Обеспечение порогового напряжения Vt = +1 В. Для обеспечения величины порогового напряжения +1 В необходимо увеличить
8. Выходные характеристики при VBS = 0 В в диапазоне напряжений: VDS = 0 - 5 В;
9. Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затвором Крутая область ВАХ: Расчет для: . =1,397мА
10. Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затвором Пологая область ВАХ: - Рассчитывается эффективная длина канала
11. Расчет и корректировка порогового напряжения с учетом эффектов короткого и узкого канала С учетом эффекта короткого
12. Расчет реальной ВАХ, при VBS=-2В Крутая область ВАХ: Расчет для: 1,48мА Пологая область ВАХ: см— эффективная
13. ВАХ транзистора, рассчитанные при VGS = 4В с учетом различных приближений: а) идеальная модель, VBS =0B;
14. Расчет параметров эквивалентной схемы Крутизна ВАХ: Выходная проводимость: Собственный коэффициент усиления по напряжению:
16. Скачать презентацию

Слайд 2

МДП-транзистор
Физической основой работы МДП-транзистора является эффект поля, который состоит в изменении

концентрации свободных носителей заряда в приповерхностной области полупроводника под действием внешнего электрического поля. В структурах МДП внешнее поле обусловлено приложенным напряжением на металлический электрод (затвор) относительно полупроводниковой подложки.

Слайд 3

Преимущества МДП-транзистора
По сравнению с другими полупроводниковыми приборами, такими как биполярные транзисторы

или тиристоры, МОП-транзисторы обладают следующими преимуществами:
1. Малое время переключения и, вследствие этого, малые потери при переключении;
2. Малая мощность, затрачиваемая на переключение;
3. Возможность использования хорошо отработанных технологий производства МОП-интегральных схем.

Слайд 4

Применение и перспективы
Благодаря своим уникальным свойствам, МДП-транзистор нашел широкое применение

в различной электронной аппаратуре. Инновационным направлением в современной электронике является использование силовых IGBT-модулей для работы в различных цепях, в том числе, и индукционных.
Технология их производства постоянно совершенствуется. Ведутся разработки по масштабированию (уменьшению) длины затвора. Это позволит улучшить и эксплуатационные параметры прибора.

Слайд 5

Малосигнальная эквивалентная схема

Слайд 6

Топология n-канального МДП транзистора
Данные из варианта:
L = 2, мкм
W = 50,

мкм
xj = 0.5, мкм

Слайд 7

Обеспечение порогового напряжения Vt = +1 В.
Для обеспечения величины порогового напряжения

+1 В
необходимо увеличить его на
Если затвор сделать из р+-Si, то получим
Остается добавить
Так как эта величина отрицательная, то под затвором необходимо выполнить подлегирование поверхности примесью n-типа (мелкими донорами) на глубину

Слайд 8

Выходные характеристики при VBS = 0 В в диапазоне напряжений: VDS

= 0 - 5 В;

Слайд 9

Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затвором
Крутая область ВАХ:
Расчет для:
.

=1,397мА

Слайд 10

Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затвором
Пологая область ВАХ:
- Рассчитывается

эффективная длина канала с учетом насыщения дрейфовой скорости носителей в канале и модуляции длины канала
- Рассчитывается ток стока с учетом предыдущего пункта при VDS=4В
- Пологая область ВАХ строится как линия, проходящая через точки (VDSS,IDS) и (4,ID(4))

см

Ток стока при VDS=4В :

Слайд 11

Расчет и корректировка порогового напряжения с учетом эффектов короткого и узкого

канала

С учетом эффекта короткого канала изменение порогового напряжения рассчитывается по формуле :

С учетом эффекта узкого канала изменение порогового напряжения рассчитывается по формуле :

С учетом эффектов короткого и узкого канала получим изменение порогового напряжения :

Слайд 12

Расчет реальной ВАХ, при VBS=-2В
Крутая область ВАХ:
Расчет для:

1,48мА
Пологая

область ВАХ:

см— эффективная длина канала.

Ток стока при VDS =4В:

Слайд 13

ВАХ транзистора, рассчитанные при VGS = 4В с учетом различных приближений:

а) идеальная модель, VBS =0B; б) реальная модель, VBS =0B; в) реальная модель, VBS =-2B

Слайд 14

Расчет параметров кремниевого интегрального N-канального МДП-транзистора

Содержание

МДП-транзисторФизической основой работы МДП-транзистора является эффект поля, который состоит в изменении

Преимущества МДП-транзистораПо сравнению с другими полупроводниковыми приборами, такими как биполярные транзисторы

Применение и перспективы Благодаря своим уникальным свойствам, МДП-транзистор нашел широкое применение

Малосигнальная эквивалентная схема

Топология n-канального МДП транзистораДанные из варианта:L = 2, мкмW = 50,

Обеспечение порогового напряжения Vt = +1 В. Для обеспечения величины порогового напряжения

Выходные характеристики при VBS = 0 В в диапазоне напряжений: VDS

Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затворомКрутая область ВАХ:Расчет для:.

Расчет ВАХ с учетом неоднородности ОПЗ под затворомПологая область ВАХ:- Рассчитывается