Расчет параметров модели ПТУП и диода

 

Параметры модели ПТУП, рассчитанные из соотношений, указанных выше с учетом уточнения: b = 8,71·10^-5 А/В²; V_TO = –1,21 В; l = 0,11 В^-1.

Емкости в модели ПТУП и диода C_P, C_GD, C_GS, C_JD вычленяются из величины эквивалентной входной емкости ИП.

Эквивалентная входная емкость рассчитывается по формуле (35). Подставляя в нее значение A₁ = 0,565 и C_S1 = 9,9 пФ, получаем

 

.(78)

 

Емкость C_P, описывающая емкость контактной площадки затвора, рассчитывается по формуле

 

,(79)

 

где ε₀ = 8,85·10^-14 Ф/см – диэлектрическая постоянная,

ε = 3,8 – диэлектрическая проницаемость окисла кремния SiO₂,

S – площадь контактной площадки затвора ИМС, мкм²,

d – толщина окисла, мкм.

Подставляя эти значения в (79), получаем

 

.(80)

Таким образом, из формулы (27) емкость переходов ПТУП и барьерная емкость диода

 

.(81)

 

Для вычленения этих емкостей оценим соотношение площадей p-n-переходов ПТУП и диода по топологии измеряемой ИМС.

Площадь p-n-перехода затвора ПТУП S_can = 3,504·10^-5 см². Площадь p-n-перехода диода S_diod = 5,28·10^-6 см². Соотношение площадей p-n-переходов

 

.(82)

 

Так как площади переходов затвор-исток и затвор-сток равны, то емкость диода в 6,64 раза меньше емкости переходов ПТУП

 

.(83)

 

Барьерная емкость резкого p-n-перехода зависит от приложенного к переходу напряжения по закону

 

,(84)

 

где С₀ – барьерная емкость p-n-перехода при нулевом смещении;

V – приложенное напряжение;

p_b – контактная разность потенциалов.

С учетом (81), (83), (84), а также напряжений на диоде и переходах ПТУП, запишем уравнение для вычисления С₀

 

,(85)

 

откуда С₀ = 8,934 пФ. Умножая полученное значение на соответствующий коэффициент, получаем значения барьерных емкостей при нулевом смещении для переходов ПТУП и диода: С_J0 = 1,34 пФ, С_GS = 3,80 пФ, С_GD = 3,80 пФ.

Рассчитанные параметры модели ПТУП и диода представлены соответственно в таблице 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 – Параметры модели ПТУП

BETA	VTO	LAMBDA	IS	ISR	CGD	CGS
А/В2	В	1/В	А	А	Ф	Ф
8,71·10-5	–1,21	0,11	6,64∙10-16	6,64·10-14	3,8∙10-12	3,8∙10-12

 

Таблица 2.2 – Параметры модели диода

IS	ISR	CJO
А	А	Ф
10-16	10-14	1,34∙10-12