Твердотельная электроника. Учебное пособие.
6.8. Учет диффузионного тока в канале
Запишем выражение для плотности тока в канале МДП-транзистора с учетом дрейфовой и диффузионной составляющих тока. Имеем:
![](imgs/content/f6039.gif)
Величина тангенциальной составляющей электрического поля Еy, согласно определению, равна:
![](imgs/content/f6040.gif)
Градиент концентрации электронов ∇n(x, y) вдоль инверсионного канала обусловлен наличием разности потенциалов между областями истока и стока и, как следует из соотношения (6.37), определяется градиентом квазиуровня Ферми φc. Из (6.37) имеем:
![](imgs/content/f6041.gif)
Воспользуемся соотношением Эйнштейна, связывающим подвижность электронов μn и коэффициент диффузии Dn.
![](imgs/content/f6041a.gif)
Подставим соотношения (6.40 - 6.41) в выражение для плотности тока (6.39). Получаем:
![](imgs/content/f6042.gif)
Проведя интегрирование по глубине z и ширине х инверсионного канала транзистора аналогично рассмотренному в главе 6, приходим к выражению для тока канала IDS в виде:
![](imgs/content/f6043.gif)
Как следует из соотношения (6.43), полный ток канала IDS обусловлен градиентом квазиуровня Ферми вдоль инверсионного канала. Дрейфовая составляющая тока Iдр будет равна:
![](imgs/content/f6044.gif)
Диффузионная составляющая тока Iдиф будет равна:
![](imgs/content/f6045.gif)
Если теперь из (6.43 - 6.45) выразим доли дрейфовой и диффузионной составляющих тока в полном токе канала МДП-транзистора, то получим соответственно:
![](imgs/content/f6046.gif)
![](imgs/content/f6047.gif)
Таким образом, чтобы получить выражение для вольт-амперной характеристики МДП-транзистора с учетом дрейфовой и диффузионной составляющих, необходимо:
а) найти для соотношения (6.43) зависимость заряда неравновесных электронов Qn как функцию поверхностного потенциала ψs и квазиуровня Ферми φc, т.е. Qn(ψs, φc);
б) найти связь между поверхностным потенциалом и квазиуровнем Ферми ψs = ψs(φc);
в) найти зависимость поверхностного потенциала ψs от напряжений на затворе VGS и стоке VDS.
Copyright © 2003-2008 Авторы
EdwardQuoro пишет... Здравствуйте! Нашел в интернете сайт с интересными видеороликами
12/03/2021 01:08:51 |
Ваш комментарий к статье | ||||