МДП транзисторы

Рис. 14. Структура МДП транзистора

Пороговое напряжение U_{ЗИ ПОР} – при котором концентрация электронов в канале около поверхности Si - SiO₂ равна концентрации дырок в подложке p-типа, т.е. канал образуется, если U_З > U_ПОР.

Рис. 15. Выходная характеристика

В линейной (крутой, триодной) области:

Формула верна для U_З >U_ПОР, U_C<U_З–U_ПОР, при U_C=0 I_C=0

Если U_C мало и выполняется неравенство , тогда:

т.е. I_c - линейная функция U_c, здесь: W - ширина канала, L - длина канала, µ_ns-подвижность электронов вблизи поверхности(0,5 µ_n – в глубине). e_OX - диэлектрическая проницаемость окисла, l _OX - толщина окисла,

- удельная емкость структуры затвор – канал, Ф/м², .

При U_C=U_З-U_ПОР канал вблизи стока исчезает и транзистор работает в области насыщения (пологой, пентодной) с перекрытым каналом

Подставим это значение в формулу для I_C:

т.е. в области насыщения ток стока I_C от напряжения на стоке U_C не зависит.

С увеличением U_C канал вблизи стока перекрывается больше и больше: так как расширяется обедненный слой стокового p-n перехода, следовательно, длина канала L уменьшается, следовательно, ток I_C растет, характеристики в области насыщения имеют небольшой наклон.

Крутизна:

Удельная крутизна: - является параметром транзистора.

Оценим:

В PSpice используется параметр, называемый коэффициент крутизны:

.

kp является параметром микросхемы в целом, а не отдельного транзистора, так как и одинаковы для всей микросхемы, а длина и ширина канала являются параметрами транзистора.