Полевой транзистор с барьером Шоттки

Носителями зарядов в полевом транзисторе являются заряды одного знака - электроны. В этом смысле полевые транзисторы (в отличие от биполярных) являются униполярными. Соответственно механизм проводимости в них управляется силами электрического происхождения (дрейфом), а не диффузией. В качестве затвора в рассматриваемых полевых транзисторах применяется, как уже упоминалось, контакт металл-полупроводник.

Затвор 4 используется для управления током транзистора с помощью внешнего сигнала. При протекании тока через канал возникает падение напряжения на распределённом сопротивлении канала вдоль его длины. Поэтому часть барьера Шоттки, расположенная ближе к стоку, оказывается сильнее смещённой в обратном направлении, чем остальная часть транзистора. Это приводит к несимметричному расширению слоя обеднённого заряда 7 под затвором. Область обеднённого слоя может расширяться до высокоомной подложки 2 и перекрывать проводящий канал b. При этом ток в цепи исток-сток практически перестает зависеть от напряжения стока; наступает рёжим насыщения тока исток - сток на рабочем участке характеристики транзистора.

Повышение обратного смещения на электроде затвора вызывает увеличение ширины обеднённой области и, тем самым, сужение n-канала. При этом возрастает сопротивление n-канала и уменьшается ток стока. Таким образом, осуществляется модуляция электронного потока в n-канале с помощью в управляющего напряжения.

Слой под затвором, обеднённый электронами, уменьшает высоту канала. Если помимо постоянного напряжения Uсм к затвору приложить переменное напряжение Uиз(t), то в соответствии с изменением этого напряжения изменяется эффективная высота канала hэфф, а следовательно, и ток стока:

где Jси - плотность тока стока; W- ширина канала.

Из самых общих физических представлений известно, что время пролёта носителей через промежуток, в котором они взаимодействуют с электрическим полем в транзисторе, т.е. область под затвором длиной Ь, не должно превышать половины периода СВЧ колебаний τ < Т/2, а угол пролета ωL/ν<π. Здесь ω- круговая частота, ν-средняя скорость дрейфа носителей. Поскольку шумовая температура Тш ~ ωL, в малошумящих транзисторах стремятся по возможности уменьшить величину угла пролёта. На частотах до 5ГГц в малошумящих транзисторах соотношение ωL/V<0 удовлетворяется при L~1мкм, а уменьшение L сверх этого предела в большинстве случаев технически и экономически неоправданно. Это объясняется рядом причин и в том числе большей стоимостью, меньшей надежностью, устойчивостью и динамическим диапазоном транзисторов с субмикронными длинами затворов.

При длине затвора L>1мкм пролётное время τ>10-11с, что на порядок превышает время релаксации энергии и импульса электрона. Поэтому нестационарные явления при таких длинах затвора не оказывают существенного влияния на поведение транзистора. Транзисторы с L>1мкм условно относятся к классу “больших”. Отметим, что характерной величиной здесь является длина затвора, а не полная длина канала от истока до стока, поскольку модуляция толщины канала происходит в основном в области канала, прилежащей к затвору. Области канала вне затвора оказывают меньшее, но, тем не менее, существенное влияние. Эти области вносят паразитные сопротивления, ухудшающие характеристики полевого транзистора, что находит отражение в эквивалентной схеме транзистора.

Транзисторы с 0,2<L<1мкм относятся к классу “умеренно малых”, для них пролётные времена сопоставимы со временами релаксации энергии и импульса электрона. Заметим, что транзисторы с длиной затвора 0,1 мкм и менее в рамках такой классификации можно было бы отнести к разряду “малых”. В настоящее время созданы транзисторы с длиной затвора L=0,065мкм.

Типичные характеристики маломощного ПТШ представлены на рисунке 1.10.

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Разработка оптимальной технологичной конструкции конкурентоспособного усилителя мощности
Для построения систем подвижной радиосвязи в основном используются ультракороткие волны: метровые (VHF), дециметровые (UHF), сантиметровые (SHF) и миллиметровые (EHF). Дальность и каче ...

Система управления сварочным аппаратом
управление контроллер программный В данной курсовой работе выполняется разработка системы управления сварочным аппаратом. Современные системы управления почти все без исключения использую ...

РЛС обзора земной поверхности
РЛС обзора земной поверхности, предназначенные для картографирования земной поверхности, решения задач воздушной разведки и т.д., имеют высокую разрешающую способность, определяющую ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru