Статические, параметры МДП-транзистора

Статическими параметрами МДП-транзистора являются:

1. Крутизна S стокозатворной характеристики, определяющая усилительные свойства транзистора:

, при .

2. Дифференциальное сопротивление  или сопротивление переменному току:

, при

Крутизна S в области насыщения (рабочая область харак­теристик транзистора, для режима усиления) может быть найдена из выражения (4.11):

(4.13)

Из (4.13) следует, что для получения высокой крутизны необ­ходимо увеличивать удельную емкость затвора (уменьшить  - толщину диэлектрика), уменьшать длину канала L и увеличивать его ширину  Кроме того, для увеличения крутизны необходима более высокая подвижность носителей заряда и, следовательно, тран­зистор с n -каналом, при всех прочих равных условиях, будет обладать большим значением крутизны.

Дифференциальное сопротивление в ненасыщенном режиме может быть найдено из выражения (4.9). В режиме насыщения, как это следует из (4.11),  оказывается бесконечно большим. Однако для реального транзистора  будет конечным, так как ток стока заметно возрастает при увеличении .

4.5. Статические характеристики реального МДП-транзистора

Статические выходные характеристики реального полевого тран­зистора с изолированным затвором приведены на рис.4.12.

Их отличие от идеализированных сос­тоит в том, что в режиме насыщения ток стока увеличивается с ростом напряжения . Это объясняется, во-первых, тем, что с увеличением напряже­ния  происходит укорочение длины канала (рис.4.8) на величину

За счет уменьшения эффективной, длины канала ток стока увеличивается. Этот механизм аналогичен эффекту модуляции ширины базы в биполярном транзисторе.

Во-вторых, в области достаточно больших напряжений  происходит быстрый рост тока, вызванный размножением носителей в канале за счет ударной ионизации и пробоем  - перехода сток-подложка. Последнее вызывает резкий рост тока стока.

Важной особенностью МДП-транзисторов является пробой диэлектрика под затвором, приводящий к выходу транзистора из строя. Вследствие малой емкости затвора и высокого сопротивления изоля­ции пробой может наступить от накопления статического заряда при неправильном обращении с транзистором. Например, при толщине диэлектрика 0,1 мкм, пробивной напряженности поля  и емкости 2 пФ для пробоя достаточен заряд Кл. Для исклю­чения возможности такого пробоя параллельно участку затвор-исток включают стабилитрон с напряжением пробоя, меньшим, чем предельно допустимое напряжение на затворе.