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

где Qn - полный заряд инверсионного слоя. Эквивалентное шумовое сопротивление Rn, пересчитанное ко входу, с помощью (7-11) записывается как

1 Qn i,4kTAf C,V g„

(9-33)

где Co*=LZCo - полная емкость окисла. Соотношение (9-33) было впервые получено в [287] другим методом.

Величина Qn/Cq* определяется довольно сложным выражением (8-3).

В частном случае слаболегированной подложки {N->0) (8-3) сильно упрощается и (9-33) приобретает вид:

1ds(1os-1t)-ds/2

Vt - пороговое напряжение. При насыщении VdsVcs-Vt и (9-34) переходит в Rngm-2/З, где

Таким образом, минимальное значение Rn достигается при максимальной величине тока стока; при /д-О i?„->oo. Эти результаты были получены в [269].

На рис. 94 приведены расчетные зависимости Rngm{VDs) для различных напряжений на затворе. Как видно, шум при насыщении, являющийся функцией Vqs, уменьшается с ростом тока стока, причем величина Rngm может достичь своего предельного значения 2/3 лишь при очень больших значениях Jd-Поскольку в области до насыщения gmVos, зависимости Rn(Vr,s) имеют качественно такой же вид, как и кривые рис. 94.

Рисунок 95 иллюстрирует влияние на величины Rngm и Rn степени легирования подложки, а рис. 96 - толщины слоя окисла.

9.3.2. Индуцированный шум затвора. Индуцированный шумовой ток затвора (g можно определить методом, аналогичным рассмотренному в 9.2.2. для ПТУП. Выражение для tg, полученное в [284] путем вычисления приращения инверсионного заряда, обусловленного флуктуациями напряжения в некотором сечении прибора, и последующим интегрированием по длине канала, имеет вид:

Fs- (9-35)



функция Fs, аргументом которой является величина = 1-Vds (Vcs-Vt), учитывает зависимость шумов от режима работы по постоянному току, однако эта зависимость оказывается весьма слабой: величина F заключена в пределах O.OSfs 0,12, где меньшее значение соответствует Vds=0, (=1),, а большее - режиму насыщения (1=0).

Если воспользоваться соотношением для полной входной емкости затвора dn (при насыщении Сг„=2Со*/3) и подставить

fin (Г,


Режим насыщения

Рис. 94. Теоретические зависимости КпЦш Сцд) для кремниевого МОП-ПТ

с Л?а = 1015 см-2. xo=2000 А; 1/gs-Fr, В 2-2; 3 - 4; 4 - 10

ЭТО значение и F=0,12 в (9-35), то полученное выражение

для ig будет практически совпадать с (9-21) для случая ПТУП. Коэффициент корреляции между ig и id, вычисленный в [284] для режима насыщения, также совпадает с величиной Сг для ПТ с управляющим р-п-переходом (Сг=0,39). Аналогичные результаты были получены автором [285], использовавшим модель прибора в виде цепи с распределенными параметрами. Следует, однако, отметить, что в обеих работах пренебрегалось зарядом обедненной области подложки.

9.3.3. Генерационно-рекомбинационный шум. , Источниками этого типа шума являются процессы генерации и рекомбинации носителей тока при участии уровней захвата, находящихся как в объеме, так и на поверхности полупроводника [269, 291].



Rnfrk


Рис. 95. Зависимости эквивалентного шумового сопротивления от уровня легирования подложки при толщине

слоя окисла Xo=2000 А Сплошные кривые - Rfim штриховые---

W В

Рис. 96. Зависимость произведения Rngm от эффективного напряжения на затворе при различных толщинах окисла Хо и Ma = W см.-

Хо, мкы: / -0.5; 2 - 0,4; 3 - 0.3; 4 -0,2;.5 -0,1





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