1.5 Расчёт вах с учётом неоднородности опз под затвором

Для крутой области ВАХ:

(1.4)

Коэффициент влияния подложки рассчитывается по формуле:

(1.5)

Расчет проведем для , В

Напряжение насыщения определяется соотношением :

, (1.6)

где (1.7)

Для , В:

Ток насыщения I_DS определяется из выражения (1.4) при V_DS=V_DSS (1.8):

Для пологой области расчет ВАХ проводится следующим образом

(рисунок 1.4)

• Рассчитывается эффективная длина канала с учетом насыщения дрейфовой скорости носителей в канале и модуляции длины канала

• Рассчитывается ток стока с учетом предыдущего пункта при Uds=4В

• Пологая область ВАХ строится как линия, проходящая через точки

(Udss, Ids) – (4, Id(4)).

Рисунок 1.4 – Методика построения ВАХ реального транзистора в пологой области

Вычислим при В по формуле (1.9)

(1.9)

Эффективная длина канала:

, (1.10)

где E_S = 15 кВ/см — поле насыщения скорости электронов,

(1.11)

толщина ОПЗ под стоком на границе с пологой областью,

— (1.12)

контактная разность потенциалов сток-подложка.

Из (1.11) и (1.12):

Находим эффективную длину канала по формуле (1.10):

Ток стока при В:

Таким образов ВАХ транзистора, рассчитанные в рамках реальной модели при U_BS=0 проходят через точки: (2,41;1,512) и (4; 2,16)

На рисунке 1.5 показаны ВАХ транзистора, рассчитанные в рамках идеальной и реальной моделей при U_BS=0.

Рисунок 1.5 - ВАХ транзистора, рассчитанные в рамках идеальной и реальной моделей при U_BS=0.

1.6 Малосигнальная эквивалентная схема и ее параметры

Малосигнальная эквивалентная схема МДП-транзистора показана на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Малосигнальная эквивалентная схема МДП-транзистора

Параметры эквивалентной схемы:

• R_G – сопротивление затвора;

• R_D – сопротивление стока;

• R_S –сопротивление стока;

• R_B – сопротивление подложки;

• G – выходная проводимость;

• C_GD – диффузионная ёмкость перехода затвор-сток;

• C_G – барьерная ёмкость затвора;

• C_bd – диффузионная ёмкость перехода подложка-сток;

• C_bs – диффузионная ёмкость перехода подложка-сток;

• g_SV_g – генератор тока; g_bV_b – генератор тока;

1.7 Факультативное задание: Расчёт и корректировка порогового напряжения с учётом эффектов короткого и узкого канала

С учетом эффекта короткого канала изменение порогового напряжения рассчитывается по формуле 1.13:

(1.13), где

; , — толщина ОПЗ под затвором, истоком и стоком, — толщина -областей, — контактная разность потенциалов -область — -подложка.

Считаем случай, когда В , В

С учетом эффекта узкого канала изменение порогового напряжения рассчитывается по формуле 1.14:

(1.14)