1 / 37

A térvezérelt tranzisztorok I.

A térvezérelt tranzisztorok I. Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra!. BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök Tanszéke Székely Vladimír 2 001 március. A térvezérelt tranzisztorok FET = F ield E ffect T ransistor

stone-graham
Download Presentation

A térvezérelt tranzisztorok I.

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. A térvezérelt tranzisztorok I. Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök Tanszéke Székely Vladimír 2001 március

  2. A térvezérelt tranzisztorok FET =Field Effect Transistor A működési elv Keresztirányú elektromos erőtér vezérel!

  3. FET - a működési elv Csatorna Legfontosabb paraméter: U0 elzáródási feszültség JFET= junction FET Többségi hordozós eszköz: unipoláris tranzisztor Vezérlő teljesítmény  0

  4. MOSFET tranzisztorok MOSFET = Metal-Oxide-Semiconductor FET Első alaptípus: kiürítéses (depletion mode) - Legfontosabb paraméter: U0 elzáródási feszültség Bulk

  5. MOSFET tranzisztorok Második alaptípus: növekményes (enhancement mode) Ezt használjuk a leggyakrabban! + Legfontosabb paraméter: VT küszöbfeszültség Bulk

  6. A FET tranzisztorok jelölése

  7. A MOSFET tranzisztor elmélete 1. Felületi jelenségek Erős inverzió: UF= 2 F

  8. A MOS struktúra potenciálviszonyai

  9. A MOS struktúra potenciálviszonyai

  10. A MOS tranzisztor küszöbfeszültsége

  11. A MOS tranzisztor küszöbfeszültsége esetén

  12. A MOS tranzisztor küszöbfeszültsége Flat-band potenciál: Bulk állandó:

  13. A MOS tranzisztor küszöbfeszültsége

  14. PÉLDA • Egy MOS struktúra adatai: Na = 41015 /cm3, a Sirelatív dielektromos állandója 11,8, az oxidé 3,9, az oxid vastagsága dox = 0,03 m,MS = 0,2 V, QSS-t elhanyagoljuk. Számítsuk ki a Fermi potenciált, az oxid kapacitást, a bulk állandót és a küszöb-feszültséget USB = 0 V mellett!

  15. Az (ideális) Q-V görbe MOS szerkezeteken Q MOS kapacitás: oxidkapacitás és tértöltéskapacitás sorosan V U “MOM” kapacitás: töltések a fémfelületeken

  16. A C-V görbe (a Q-V görbe deriváltja) és mérése: adalékolás, VT (Qss) adódik néhány Hz dox S S néhány Hz MHz MHz

  17. A növekményes MOS tranzisztor karakterisztikája

  18. A karakterisztika egyenlet levezetése U(0) = UGS , U(L) = UGD Qi(U) = Qi(U(x))

  19. A karakterisztika egyenlet levezetése U(0) = UGS , U(L) = UGD

  20. A karakterisztika egyenlet levezetése Minden működési tartományra!

  21. A telítéses működés Telítés: UGD< VT vagy UGS-VT< UDS Minden működési tartományra!

  22. Gyakorlati kivitel Felvétel optikai mikroszkóppal Elektron-mikroszkópos felvétel

  23. A MOS tranzisztorFém gate elektródás kivitel A korai MOS technika tranzisztora Problémák: gate átlapolás, VT , kevés vezeték sík

  24. A MOS tranzisztorÖnillesztő, poli-Si gate technika 1. Aktív zóna vékonyoxid 2. Bújtatott kont. ablaknyitás 3. Poli-Si felvitel, maszkol 4. Aktív zónát nyit, n+ diffúzió 5. Szigetelő bevonat (PSG) 6. Kontaktus ablakok 7. Fémezés Önillesztés ! CSAT = AKTÍV and POLI

  25. A MOS tranzisztor Szubmikronos MOS struktúra Vázlatrajz és elektron-mikroszkóppal készült metszeti kép

  26. PÉLDA • Határozzuk meg a C0 = 1,110-3 F/m2 oxid kapacitású n-MOS tranzisztor áram állandóját! Az elektron mozgékonyságot 0,1 m2/Vs értékkel vegyük számításba!

  27. PÉLDA • Számítsuk ki, hogy mekkora az előbbi tranzisztor telítéses árama UGS= 5 V vezérlő feszültség mellett, ha VT= 1 V és a tranzisztor mérete W = 10 m, L = 0,8 m!

  28. MOS tranzisztor, másodlagos jelenségek A csatornarövidülés

  29. MOS tranzisztor, másodlagos jelenségek A küszöb alatti (sub-threshold) áram

  30. MOS tranzisztor, másodlagos jelenségek A küszöbfeszültség függése a geometriától Keskeny csatorna: VT növekszik Rövid csatorna: VT csökken

  31. A MOS tranzisztor kapacitásai Bulk

  32. A MOS tranzisztor jellemzőinek hőmérséklet függése

  33. Teljesítmény MOS tranzisztorok A DMOS (TMOS) szerkezet

  34. Teljesítmény MOS tranzisztorok A VMOS szerkezet SiO2

  35. A kiürítéses MOS tranzisztor Eltolt küszöbfeszültségű növekményes

  36. ID UGS A növekményes és kiürítéses MOS tranzisztorok, VT beállítása VTp VTn VTp VTn Küszöbfeszültség eltolása: +Qss miatt VT negatív irányba tolódik, NA- ionok implantálása a csatornába: VT pozitív irányba tolódik.

More Related