Главная страница  Транзисторные схемы 

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 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Это же выражение можно получить непосредственно из формулы (5-68). Поскольку при малых значениях сечение дырочного слоя и концентрация дырок в нем почти не зависят от х, величину обычно называют сопротшлением канала.

Из (5-68) и (5-696) очевидно, что остаточное напряжение на MJXn транзисторном ключе имеет чисто омическое происхождение:

VcoIcRo-

Это обстоятельство является важным преимуществом МДП транзисторов, так как в случае биполярных транзисторов даже при нулевом токе имеется вполне конечное остаточное напряжение [см. (15-10в)].


Рис. 5-32. Вольт-амперкые характеристики Л1ДП транзистора, построенные по (5-54) (сплошные линии), (5-58) (крупный пунктир) и (5-70) (Мелкий пунктир).

/-3 - точки насыщения соответствующих кривых; а - случай сравнительно высокоомной подложки; б - случай сравнительно низкоомной подложки.

Характеристики и параметры во 2-м приближении. Аппроксимация (5-58) и связанные с нею выражения вполне пригодны для приближенных расчетов и качественных оценок. Однако напряжение насыщения, а значит, и ток насыщения определяются при этом со значительной погрешностью, особенно в случае низкоомных подложек. Эта погрешность может достигать 50% (рис. 5-32). Еще большая погрешность получается тогда, когда потенциал подложки отличен от нуля, что часто имеет место в интегральных схемах. Поэтому иногда приходится использовать более точные аппроксимации, которые рассматриваются ниже.

Пусть потенциал подложки по-прежнему равен нулю, но желательно отразить влияние членов в степени входящих в выражение (5-54), сохранив при этом удобную форму выражения (5-58). Наиболее простой путь решения такой задачи состоит в следующем.



Вместо 1-го приближения (5-58) примем 2-е:

iU3~Uo)U,-il + n)Ul\, (5-70)

в котором поправочный коэффициент ц нужно выбрать так, чтобы напряжения насыщения f/с.н. определенные из (5-70) и (5-54), были достаточно близки друг к другу. Поскольку напряжение (Ус.н получается из условия dlJdU = О, продифференцируем правые части (5-70) и (5-54) и приравняем эти производные. Тогда коэффициент Г) после некоторых преобразований можно записать в виде

где тп - UJ2(fsm- Поскольку выражение (5-70) действительно лишь для ненасыщенного режима (т. е. при < f/с.н), не имеет смысла рассматривать сколь угодно большие значения т. Также не имеет смысла рассматривать значения m < 1, так как при этом действительно 1-е приближение (5-58) (см. с. 304). Разумным диапазоном можно считать m = 2 15. Тогда, как показывают расчеты, коэффициент Г) можно принять не зависящим от напряжения и равным:

Используя параметры, характерные для кремниевых МОП

транзисторов, получаем: т] = 0,8-10 1/д- Например, если d = = 10- см и Л/д = 10 см-з (т. е. р . 0,8 Ом-см), то tj ж 0,8. Из рис. 5-32 видно, что аппроксимация (5-70) обеспечивает высокую

ТОЧРЮСТЬ.

Дифференцируя (5-70) по U. и полагая dIJdUc ~ О, находим напряжение насыщения:

fc. = . . (5-72)

Оно оказывается меньше, чем при расчете по (5-59). Подставляя (5-72) в (5-70), получаем уточненную характеристику МДП транзистора в режиме насыщения [ср. с (5-60) :

/e = Yb(t/3-W (5-73)

где . .

- эквивалентная удельная крутизна, несколько меньшая реальной (5-55).

Естественно, что крутизна S и добротность Д, определяемые Величиной Ь, будут во 2-м приближении тоже в 1 -j- tj раз меньше,



чем в 1-м:

S = T(f/3-f/o); (5-75)

Для ключевого режима, характерного малыми напряжениями Uc, остаются в силе выражения (5-68) и (5-69), полученные из 1-го приближения.

Для тех (сравнительно редких) случаев, когда желательно описать вольт-амперные характеристики в целом, отразив и насыщенный и ненасыщенный режим в 1104] предложена эмпирическая аппроксимация:

/, = 6 {,Ug-U,r- ( /с.и) [1-0.5 th {UjUc. )]

Эта. формула, в которой t/c.H= Сз-в предельных режимах Uc < fc.H и {/с > fcH лает результаты, близкие соответственно к (5-58) и (5-60); в то же время она отражает конечный наклон кривых в режиме насыщения [и даже факт роста сопротивления Ri с увеличением напряжения Uc, см. (5-66)J

Влияние потенциала подложки. Пусть подложка имеет относительно истока положительный потенциал U . Тогда падение напряжения на обедненном слое при координате х будет уже не Ux, как считалось в формуле (5-49), г Ux + U- Соответственно и в формуле (5-51) нужно заменить Ux на Ux + U . Эта поправка, как легко убедиться, приводит к росту составляющей порогового напряжения f/os: вместо (5-57) получаем выражение

чв = ]/ф. +/п + фт, (5-77)

а вместо (5-56) - выражение

и, = Uop-\- КфЙп ф.,т. (5-78)

Характеристика (5-54) остается в силе с соответствующими поправками:

/с == b {(t/з - и ф,ш) f/c - - f/i - 4 g [(ф,+f/ -f Ucf -

-{!.m-\-Unm]. (5-79)

Что касается аппроксимаций, то оба приближения (5-58) и (5-70) остаются в силе, если для порогового напряжения использовать значение (5-78). Кроме того, в выражении (5-71) следует заменить фда на :

а/Со (5.80)

3rq -ft/ -



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 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.