382 (18)

382

Tranzystory jpolowe

Po podstawieniu do togo wzoru (6.50) i (6.29) otrzymuje się

(6.61)

Hn\UcS~U_p\

L²

Bardzo internujące jest, że dla zakresu nasycenia przy U_GS = 0 (wówczas U_Dsat = |l/_p|) częstotliwości graniczne, określone wzorami (6.55a) i (6.61) są jednakowe. Podstawiając U_DS = U_Dsat = \U_p\ do (6.55a) oraz U_GS = 0 do (6.61) otrzymujemy

(6.62)

Jeżeli do (6.62) podstawimy'- U_p = qN_Da²/2e_s, to otrzymamy dośćjzaskakujący wynik, a mianowicie częstotliwości graniczne, określone wzorami (6.62) i (6.59), są jednakowe. Równość trzech różnie zdefiniowanych częstotliwości granicznych wskazuje na dwa fakty:

—    czas przelotu nośników przez kanał jest równy stałej czasowej obwodu bramka--źródło (mówiono o tym już w p. 6.2.3); ten wniosek dotyczy oczywiście tylko tranzystora idealnego;

—    transkonduktancja g_m jest równa odwrotności rezystancji kanału.

Wyrażenie (6.59) przepiszmy w postaci

(6.63)

i zwróćmy uwagę, że zwiększeniu częstotliwości maksymalnej sprzyjają następujące czynniki:

—    duża konduktywmość kanału (tranzystory z kanałem typu n są „szybsze” niż z kanałem typu p, gdyż ruchliwość elektronów jest większa),

—    duża grubość kanału (niestety zwiększenie grubości kanału prowadzi do niekorzystnego wzrostu napięcia U_p),

—    mała długość kanału (tę wielkość ograniczają możliwości technologii).

Należy zauważyć, że częstotliwość maskymabia nie zależy od szerokości kanału. Trzeba

pamiętać, że wyrażenie (6.63) wyprowadzono dla tranzystora idealnego. W tranzystorze rzeczywistym częstotliwość maksymalna jest mniejsza z uwagi na wpływ dodatkowych pojemności.

Tranzystor MIS    6.3

Tranzystor MIS stanowi dojrzałą technicznie realizację idei elementu wzmacniającego, zilustrowanej na rys. 6.1. Zatem tranzystor MIS należy do rodziny tranzystorów z izolowaną bramką (IGFET), w których przewodność kanak półprzewodnikowego jest sterowana poprzecznym polem elektrycznym, działającym poprzez warstwę dielektryka, izolującą kanał od bramki. Do tej samej rodziny tranzystorów' IGFET należą jeszcze tranzystory cienkowarstwowe (TFT). Jak już częściowo wyjaśniono w p. 6.1, zasadnicza różnica między tranzystorem MIS a tranzystorem cienkowarstwowym polega na tym, że w pierwszym kanał powstaje w monokrystalicznej warstwie półprzewodnika, stanowiącej zwykle jednolitą całość z płytką podłożową, spełniającą funkcję nośnika niecha-