Главная  Журналы 

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

Выходная проводимость для малого сигнала gds, определяемая как

dip dip dWcD

dVps dWcpdVps "

с помощью (3-12) и (3-15) также может быть представлена в форме gds=g(WGD), где giWcD) определяется соотношением (3-21). Таким образом, выходная проводимость записывается в виде

При насыщении величина gds должна обращаться в нуль. На практике вследствие эффекта укорочения канала она остается конечной (см. § 3.6).

s = gn

(3-23)

Исток


Сток

Рис. 25. Наглядная интерпретация крутизны (ее величина равна проводпмо-сти объема 2Xi) и проводимости сток-исток, которая равна проводимости

объема

Для установления границ применимости условия плавной аппроксимации необходимо определить форму обедненной области канала и величину dxnifdy. Дифференцируя (3-9), с помощью (3-11) получаем

Ip=-iQlXnNnZWo-

а ) dy

(3-24)

Интегрирование (3-24) по у с учетом (3-9) и (3-14) дает

У L

.1л.

Для заданных WgsIWq и WdsJWo по соотношениям (3-25) и (3-13) можно определить величину Xnxja в зависимости от yjL. Результат значительно упрощается для режима насыщения: подстановка (3-17) в (3-25) приводит к выражению

= 1 --А з{ + 2 {J . (3-26)

Соответствующие кривые приведены на рис. 26. 52 .-



Согласно [4], условием применимости плавной аппроксимации является

а dxni

а-хщ dy

<1.

(3-27)

Если это неравенство не выполнено, то W{y) определяется не только величиной Хпи но и ее производными. Из (3-26) следует, что {dxnildy)oo, во-первых, при {у/Ь)->-0 и iWGs/Wo)=0 и, во-вторых, при {y/L)l (см. рис. 26). Первый случай можно не рассматривать, поскольку Wgs=0 лишь при прямом смешении


0,2 0,4 0,6 0,8 1.0уIL

Рис. 26. Форма канала ПТУП с резкими переходами в режиме насыщения при различных напряжениях затвор-исток

на затворе. С учетом (3-24) и (3-14) условие (3-27) переписывается в виде

При {y/L)l и {xni/a)l (3-26) переходит в

(3-28) (3-29)

Подстановка (3-29) в (3-28) дает



Таким образом, плавная аппроксимация применима для расстояний, больших а/2, от стокового конца канала *.

Очевидно, что при насыщении рассмотренное приближение не может быть справедливо вплоть до i/=L, поскольку это означало бы, что сечение канала обращается в нуль, а плотность тока и поле Еу становятся бесконечными. Удобно ввести эффективную длину канала y=Le как точку, в которой W{y) = Wo при экстраполяции решения, полученного с помощью плавной -аппроксимации, за область ее применимости. Эта точка называется экстраполированной точкой перекрытия (ЭТП). При Ув8=Ус8-Уро LeL; если же Vds>Vgs-Vpo, то, как будет показано в § 3,6, Le<L и зависит от Vgs и Vds-

3.2. Общая теория ПТУП с двумя затворами

3.2.1. Ток стока. Полевые транзисторы с управляющими р - п-переходами обычно изготавливаются с двумя затворами, которые могут быть замкнуты между собой или изолированы друг от друга. В случае независимого управления по каждому из затворов (ЧРтырехэлектродный режим работы) прибор может выполнять ряд специальных функций в электронных схемах.

В данном разделе будет развита общая теория [97] четырех-электродного ПТУП с произвольным профилем легирования, учитывающая зависимость подвижности носителей от величины электрического поля. Рассматриваемая структура и обозначения остаются такими же, как на рис. 21, за исключением того, что на затворы подаются различные напряжения Vgsi а Vgs2.

Выражение для тока стока, совпадающее с (3-10), можно представить в более удобном виде, интегрируя обе части по у от у=0 до y = L и находя Id из полученного уравнения:-

Id= j g{W)dWi = - j g{W)dW, (3-30)

g{W)=\qii,Nix)dx. (3-31)

Индексы 1 и 2 относятся к первому и второму затворам. Величина g{W) представляет собой проводимость параллелепипеда размерами LxZX {хп2 - Xni) с удельной проводимостью, соответствующей средней величине по сечению канала в точке у, которой соответствуют потенциалы затвор - канал Wi и W2.

* Следует отметить, что определение области применимости плавной аппроксимации не является достаточно корректным, так как при выводе (3-29) использовались формулы, полученные в предположении, что эта аппроксимация применима. {Прим. пер.)





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