2020-04-12
217
Насыщение скорости электронов в канале МОП - транзистора происходит, когда продольная составляющая электрического поля превышает величину 4×104 В/см. Ударная ионизация происходит только в области с насыщенной дрейфовой скоростью носителей. Напряжение на участке канала с насыщенной дрейфовой скоростью равно (Uс – Uc нас), где Uс нас – напряжение, при котором достигается насыщение дрейфовой скорости носителей. В пределах нашей аналитической модели это напряжение соответствует напряжению перехода выходной ВАХ от крутого участка к пологому. Ток неосновных носителей, порожденных ударной ионизацией:
, (1.18)
где Aион – масштабный коэффициент.
Для развития процесса ионизации необходима не только высокая напряженность электрического поля, но и достаточная протяженность участка с высоким полем. Напряжение в области насыщения скорости носителей должно быть не менее 2 В. Интеграл (1.18) аппроксимируется степенной функцией
|
|
|
. (1.19)
Эмпирический коэффициент n меняется от 8 до 9.
Эксперименты показывают, что ток ударной ионизации слабо зависит от параметров транзисторов и определяется только током в канале МОП - транзистора и напряжением на области с насыщенной скоростью носителей.
Ток ионизации достигает 1% от тока стока. Основные носители дают вклад в ток стока, неосновные инжектируются в подложку. Ток подложки зависит от напряжения стока согласно формуле (1.19). Зависимость тока подложки от напряжения на затворе имеет максимум в области малых токов стока (несколько процентов от максимального тока) (рис 1.7). В области малых токов ток ионизации растет вместе с током канала. С увеличением напряжения на затворе уменьшается величина (Uс – Uc нас), а ток ионизации резко уменьшается.
Рис. 1.7. Зависимость тока подложки от напряжения на затворе
МОП - транзистора
С уменьшением размеров МОП - транзистора напряженность поля в стоковой области канала возрастает, а напряжение питания должно снижаться так, чтобы ток ионизации в канале не возрастал.
