1 / 18

MIKROELEKTRONIKA 3.

MIKROELEKTRONIKA 3. Felületek, felületi állapotok. Térvezérlés. Kontakt effektusok a félvezetőkben. MES átmenet, eszközök. Emlékeztető Coulomb erő:. Elektromos térerősség:. Elektromos tér egy töltött felület felett:. Tér potenciálja: U=F.r. σ. Félvezető az elektromos térben:. M.

barclay-meadows
Download Presentation

MIKROELEKTRONIKA 3.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MIKROELEKTRONIKA 3. Felületek, felületi állapotok. Térvezérlés. Kontakt effektusok a félvezetőkben. MES átmenet, eszközök.

  2. Emlékeztető Coulomb erő: Elektromos térerősség: Elektromos tér egy töltött felület felett: Tér potenciálja: U=F.r σ Félvezető az elektromos térben: M - - - n- félvezető +

  3. A kristályrács megszakadása – szabad kötések – lokalizált állapotok (felületi vagy Tamm-nívók, 1015 cm-2) Shockley – állapotok: a felületen telítetlen vegyértékek. Reális kristály – atomi és mikroszkopikus hibák kimenetei, adsorbeált atomok. Megjelenésük és hatásuk - donorok, akceptorok, csapdák vagy rekombinációs centrumok. A félvezető egészében neutrális – a felületi töltés kompenzálódik. A fémekben (ne = 1022 cm-3 ) a felületi töltés semlegesítése 10-7 - 10-6 mm mélységben történik. A félvezető Ge-ban: ne = 1015 cm-3,a felületi töltés semlegesítése 10-3 mm mélységben történik, az intrinsic Ge- 0,1 mm !

  4. Poisson-egyenlet: ρ x potenciál gradiense A térerősség : Megoldás: + - n-típusú félvezetőben szabad e koncentráció, tértöltés, térerősség, e potenciális energiája, tér potenciálja, és a sávok görbülete (+ vagy – a felületen) S-screening

  5. Egy n-típusú félvezető példája: a felületen akceptorok (elektroncsapdák) vannak, tehát az negatív, a félvezető belső felületénél indukálódik egy pozitív töltésű, vagy akár inverz p-vezetésű réteg. Az elektromos tér felfele „görbíti” az energiasávokat, eϕ – energiaváltozás, ϕ –felületi potenciál. E Ec Ef Efi Ev Donor az n-típus felületén - fordított eset, p-típus esete – ismét fordított, azaz hasonló : eϕ Na E eϕ Ec Efi Efp Ev x A felületi potenciál változásával változik a hordozók koncentrációja a tértöltési tartományban ! Felületközeli elektron többlet:

  6. σs Ys= eϕ/kT, σs=eµsΔn inverz.! Field effect: a félvezető vezetőképességének változása a felületére merőlegesen ható elektromos tér hatására Ys

  7. -termodinamikai kilépési energia (munka) • -elektron affinitása Fém-félvezető kontaktus ek= M- sc Fém - n-típus: Az elektromos tér behatolási mélysége: M  S M  S + vagy –V –dióda!

  8. n- és p-típusú félvezető-M kontaktus : • Termikus egyensúly • Nyitó feszültség • Záró feszültség

  9. Egyenirányítás - Schottky dióda telítési áram, A-Richardson állandó Termoelektromos emisszió árama Nagy hordozókoncentráció - dióda elmélet Alacsony koncentráció –diffúziós elmélet telitiés áram

  10. Schottky dióda:

  11. Planárisan adalékolt Schottky-dióda Mikrohullámú jelek detektálása. Határfrekvencia: f=1/2πRC, potenciálgát feszültség: alacsony (0.3eV), közepes (0.5 eV), magas (0.8 eV)

  12. Ohmos kontaktusok:

  13. MES FET Fő paraméterek: L = 0.1 - 1.0 m, a-epilayer vastagság 1/3 – 1/5 L, Lg kb. 1L- 5 L , Anyag : n-AIII-BV, nagy  ! A- csatorna metszete

  14. Normálisan BE (kiürítéses) és normálisan KI(növekményes) MESFET I-V pinch off - teljesen elválasztódik a S és a D

  15. MES FET kimenő árama :

  16. Elvi metszet felülnézet Nagyfrekvenciás MES FET szerkezete

  17. Cut-off frequency: az átrepülési sebesség/gate hossz ! Tehát kell: nagy , kis gát méret.

  18. Nemegyensúlyi elektronok árnyékolási hossza (Debye-sugár) egy n0 egyensúlyi koncentrációval rendelkező anyagban: E

More Related