85811 P1030348

276 M.Polowczyk, B.KIugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Zmiini grubości kanału pod wpływem napięć zewnętrznych w tranzystorze z kanłem wbudowanym ma jakościowo taki sam charakter jak w tranzystorze złączowym i dlatego charakterystyki statyczne tego tranzystora wykazują duże podobieństwo do charakterystyk tranzystor JFET (rys.6.50).

Rys. 630. Charakterystyki statyczne tranzystora MOS z kanałem wbudowanym typu o; I - zakres omowy, II - zakres zaciśnięcia kanału

U_DS=const

Charakterystyki statyczne tranzystora MOS z kanałem wbudowanym mogą być opisywane takimi samymi zależnościami jak i charakterystyki tranzystora EMOSz kanałem tego samego typu przewodnictwa. Istotną różnicą jest tu inna wartość napięcia progowego Up.

6.2.2.3.    Schematy zastępcze tranzystorów MOS

Dla wszystkich rodzajów tranzystorów MOS stosuje się schematy zastępcze takie same jak dla tranzystorów JFET, z tym wyjątkiem, że pomija się symbole złącza bramka-kanał. Obowiązują więc bez jakichkolwiek zmian schematy zastępcze podane na rysunkach 6.38a, 6.38b, i 6.39b. Schemat z rysunku 6.38c, w odniesieniu do tranzystorów MOS, ma bramkę G "wiszącą" identycznie jak na schemacie z rysunku 6.38b. Natomiast schemat z rysunku 6.39a, w zastosowaniu do.tranzystorów MOS, jest pozbawiony gałęzi przepływu prądów I_GD oraz Iq$.

6.2.2.4.    Wpływ polaryzacji podłoża na właściwości

tranzystorów MOS

Pomiędzy podłożem i kanałem występuje zawsze złącze typu p-n. W tranzystorach z kanałem wbudowanym złącze podłoźc-kanałjcst wbudowane już w trakcie wykonywania tranzystora. Natomiast w tranzystorach z kanałem indukowanym złącze takie formuje się równocześnie z kanałem. W każdym jednak przypadku układ podłożc-kanał-wyspy kontaktowe odpowiada strukturze tranzystora JFET. Tranzystor rzeczywisty może być więc traktowany jako tranzystor dwubramkowy, którego obwód dren-źródło stanowi równoległe połączenie kanału pewnego tranzystora MOS, niezależnego od podłoża, i kanału pewnego tranzystora JFET. Takie podejście jest stosowane zwłaszcza w analizie małosyg-nałowcj układów VLSI [G2]. Dla celów analizy stałoprądowej natomiast zwykle ograniczamy się do prostszego uwzględniania podłoża. Mianowicie przyjmujemy, źe pod wly-wem napięcia podłoże-źródło (U35) zmianie ulega napięcie progowe Uf tranzystora, a pozostałe parametry charakterystyk statycznych (B, U_x) nie ulegają zmianie. Marciniak [Ml] rozważając to zagadnienie przyjmuje

^uT(^uBs)”^uPO ^{+ k}B*^ | ^UBS |    (6.188)

gdzie: U_n - napięcie progowe przy

k_B - współczynnik zależny od właściwości podłoża i pojemności złącza pod to że-lunął:

VŻq(BCoNa

^kB" Cne    (6.189)

gdzie: c„ - przcnikalność dielektryczna podłoża.

N_b - koncentracja domieszek w podłożu,

- pojemność złącza podłoże - kanał.

Geiger, Allen i Strader [G2] natomiast podają dla tranzystorów NMOS

^Up(^UBs)-^UPO ⁺ Y(Vd’-U_BS -v^T)    (6.190)

gdzie: y • ♦ są parametrami; dla układów VLSI wykonanych tzw. technologią 3pm, parametry powyższe mają następujące wartości standardowe:

Y=0₁4...0,8V^l/2 - dla kanału typu n, y=0,4V^I/2 - dla kanłu typu p, «I»=0.6V.

Uwzględnienie jedynie zmian Up pod wpływem napięcia Ugg jest równoznaczne założeniu, że ksztaft charakterystyki przejściowej Ip(tyjs) nic ulega zmianie, a jedynie charakterystyka ta przesuwa się wzdłuż osi napięciowej o odcinek zależny od U35. Nie jest to ścisłe. Przykładowo, zmiany rzeczywiste charakterystyki przejściowej tranzystora MOS typu BFR29 przedstawione na rys.6-51^{1 2}^ wskazują na wyraźną zależność również transkonduktancji gmCUj^).

Zależność g_m(U3g), jak widać z rys.6.51, jest podobna do zależności modułu ^p(^Bs)‘

Dla celów analizy małosygnałowej zmiany Up mają znaczenie drugorzędne, natomiast istotne znaczenie ma transkonduktancja podłoże-dren

dI_D

^gmB " **^U®^S I Uq, •> COAM

1

Opisy nn rysunku 6SI a odbiegają od ogólnie stosowanych w skrypcie ze względu na to. że rysunek ten jest

2

wierną kopią fragmentu katalogu znanego producenta.