Вольт-амперна характеристика польового МОН-транзистора. Практичне заняття №3

1.

Твердотільна електроніка
Частина 2
2021

2. Практичне заняття № 3 Тема: «Вольт-амперна характеристика польового МОН-транзистора. Диференційний опір та крутість

характеристики МОН-транзистора»
2

3. Задача 1.

Польовий МОН-транзистор з каналом p-типу працює в режимі
збагачення каналу (індукований канал має такі характеристики: W
= 50 мкм, L = 5 мкм, dок = 0,1 мкм, Uпор = -1 В, εок = 4, µp = 190
см2/В с).
А) Визначити струм стоку Ie опір каналу rc і крутість S, коли прилад
працює в лінійному режимі при напругах Uc = -0,1 В та Uз = -3 В.

4. Задача 1.

Дано:
W = 50 мкм
L = 5 мкм
dок = 0,1 мкм
Uпор = -1 В
εок = 4
µp = 190 см2/В с
Uc = -0,1 В
Uз = -3 В
εо = 8,85 10-14 Ф/см
Знайти:
Іе – ? S – ? re – ?

5. Задача 1.

Розв’язок:
Ie
W
1
2
p Cok U3 Unop Uc Uc
L
2

6. Задача 1.

Cok
0 ok
dok

7. Задача 1.

Cok
0 ok
dok
14
Cok
8 85 10
6
0 1 10
4
8
3 54 10
Ф/см2

8.

W
1
2
p Cok U3 Unop Uc Uc
L
2
Ie
6
Ie
50 10
6
5 10
4
190 10
8
3 54 10
( 3 1) ( 0 5)
1
2
( 0 5)
2
13 12
мкА

9.

re
ge
1
ge
W
p Cok U3 Unop Uc
L

10.

1
ge
re
ge
6
ge
50 10
6
5 10
W
p Cok U3 Unop Uc
L
4
190 10
8
3 54 10
( 3 1 0 1)
4
1 28 10
Ом-1

11.

re
re
1
ge
1 28 10
4
1
7 825 кОм

12.

S
W
p Cok
L

13.

W
p Cok
L
S
6
S
50 10
6
5 10
4
190 10
8
3 54 10
6 73
мкА/В
Відповідь: Ie = 13,12 мкА, re = 7,825 кОм, S = 6,73 мкА/B.

14. Задача 1.

Б) Визначити значення Ie,нас і
Sнас,
вважаючи, що транзистор працює при
напругах Uc = -5 В, та Uз = -4 В.

15. Задача 1.

Розв’язок:
Ie nac
W
p Cok
L
U3 Unop 2
2

16.

Ie nac
6
Ie nac
50 10
6
5 10
U3 Unop
W
p Cok
L
2
4
190 10
2
8 ( 4 1)
3 54 10
2
2
0 303
мА

17.

14
Cok
Snac
W
p Cok U3 Unop
L
8 85 10
6
0 1 10
4
3 54

18.

Cok
Snac
4
6
0 1 10
W
p Cok U3 Unop
L
6
Snac
8 85 10
50 10
6
5 10
4
190 10
8
3 54 10
( 4 1)
0 202
Відповідь: Ie,нас = 0,303 мА, Sнас = 0,202 мА/В.
мА/В
3 54

19. Задача 2.

Нехай маємо кремнієвий МОН-транзистор з каналом
n-типу, що має наступні характеристики: Na = 1017см-3,
φмн = -0,95 В, Qs = 8 10-8 Кл/см2. Товщина оксидного шару
dок = 100 нм.
Визначити порогову напругу транзистора при (Qок+Qеф) =
8 10-8Кл/см2.

20. Задача 2.

Дано:
Na = 1017 см-3
φмн = -0,95 В
Qs = 8 10-8 Кл/см2
dок = 100 нм
εок = 4
εн = 12
ni = 1,5 1010 см-3
Знайти:
Uпор – ?
Задача 2.

21.

Unop
mn 2 F
Qok
Cok
Qob max
Cok
Qef
Cok

22.

2 F
Na
k T
2
ln
e
ni

23.

2 F
Na
k T
2
ln
e
ni
2 F
1017
2 0 026 ln
1.5 1010
0 82
еВ

24.

Qob max
4 n 0 e Na F
1
2

25.

4 n 0 e Na F
Qob max
Qob max
14
3 12 8 85 10
19
1 6 10
1
2
17
10
0 41
1
2
7
1 7 10
Кл/см2

26.

0 ok
Cok
dok
14
Cok
8 85 10
5
10
4
8
3 54 10
Ф/см2

27.

Qok
mn 2 F
Unop
8 10 8 1 7 10 7
0 95 0 82
8
3 54 10
Cok
Відповідь: Uпор = 2,33 В
Qef
Unop
Cok
Qob max
Cok
2 33
В

28. Задача 3.

Польовий МОН-транзистор з каналом p-типу має
наступні параметри:
dок = 100 нм, W = 50 мкм, L = 5 мкм, µp = 230 см2/В с.
Знайти струм насичення і граничну частоту,
якщо Uз-Uпор = 1 В.

29. Задача 3.

Дано:
dок = 100 нм
W = 50 мкм
L = 5 мкм
µp = 230 см2/В с
εок = 4
Знайти:
Iс,нас – ? fгр – ?
Задача 3.

30. Задача 3.

Розв’язок:
Ic nac
W p C3
2 L
U3 Unop
2

31.

C3
Cok
Cok
0 ok
dok
14
Cok
8 85 10
5
10
4
8
3 54 10
Ф/см2

32.

Ic nac
W p C3
2 L
4
Ic nac
50 10
U3 Unop
2
8
230 3 54 10
4
2 5 10
( 1)
2
88 9
мкА

33.

f gr
S
2 C3 W L

34.

S
W p C3
L
U3 Unop

35.

W p C3
S
4
S
50 10
L
U3 Unop
8
230 3 54 10
4
5 10
( 1)
2
6
177 8 10
А/В

36.

f gr
S
2 C3 W L
6
f gr
177 8 10
8
2 3 14 3 54 10
4
50 10
Відповідь: Iс,нас = 88,9 мкА,
4
5 10
36
fгр = 36 МГц.
МГц

37. Домашнє завдання:

Задача 1.
Польовий МОН-транзистор з каналом p-типу має концентрацію
домішки в підкладці 1015 см-3, товщину оксидного шару 100 нм.
Знайти порогову напругу, якщо φмн = -0,6 В, Qs = 8 10-8 Кл/см2.
Задача 2.
Щоб понизити порогову напругу в транзисторі, використовуєтья
іонна домішка йоду.
Яка повинна бути концентрація атомів, щоб порогова напруга стала
рівною -1,5 В?

38. Домашнє завдання:

Задача 3.
МОН-транзистор з каналом n-типу працює в режимі збагачення
каналу і його параметри є такі: dок = 0,1мкм, W = 100 мкм, L = 10
мкм, µn = 450 см2/В с, Unop = 1 В.
Знайти значення величини Iс,нас, Sнас, якщо Uз = Uc = 5 В, а
підкладка і витік заземлені.

39.

Дякую за увагу !