Принцип действия транзистора со статической индукцией
При отсутствии напряжения на затворе Uзи = 0 каналы «открыты» и ВАХ транзистора близка к ВАХ полупроводникового n+-n—-n+-резистора [5]. С увеличением обратного напряжения на р-п-переходе затвора расширяющаяся область пространственного заряда (ОПЗ) перекрывает канал, вызывая отсечку тока. Ввиду незначительности глубины отрицательной обратной связи, обусловленной малым значением сопротивлением истока Rи, прибор является «плохим генератором тока» и может быть блокирован относительно невысоким потенциалом затвора при заданном напряжении на стоке Uси. Напряженность электрического поля вблизи цепочки р+-затворов на стадии блокирования оказывается направленной таким образом, что выходящие из истока электроны тормозятся и не могут преодолеть возникший потенциальный барьер.
Напряженность поля в любой точке вдоль канала является векторной суммой напряжен-ностей поля затвора E1 и поля стока E2 (исток обычно соеаиняется с «землей»), причем векторы E1 E2и противоположно направлены. При возрастанаи напряжения на стоке Uси напряженность E2 будет также расти:
Δε2 = ΔUcи/W0. (1)
В нулевом приближении приращение напряженности поля затвора можно определить так:
Δε1 = ΔUзи/Wз, (2)
где Wз — расстояние между электронейтральной областью истока и затвором; W0 — расстояние между электронейтральной областью стока и затвором.
Отсюда выведем коэффициент усиления по напряжению для таких структур:
μ* = Wз/W0 = ΔUси/ΔUзи. (3)
При неизменном Uзи и возрасаании Uси вектор E1 — константа. При этом E2 увеличивается, а при выполнении условия
ток в канале возобновляется, то есть прибор открывается напряжением на стоке. На основании рассмотренного механизма включения и запирания Нишизава [5] предложил назвать приборы этого типа «приборами со статической индукцией», поскольку их работа основана на эффекте статической индукции через объемно заряженный диэлектрик.
Отметим еще два важнейших параметра этих приборов:
внутреннее сопротивление, выраженное отношением
rBи = |ΔUси/ΔIси| = μ|ΔUзи/ΔIси| = μ/S, (5)
где S = ΔIс/ΔUзи — крутизна;
коэффициент эффективности затвора, определяемый как
η= δUз(0)/δUзи, (6)
где Uз(0) — потенциал в точке, соответствующей вершине потенциального барьера.
В некоторых работах в (6) наряду с коэффициентом усиления по току вводится коэффициент блокирования, обозначаемый тем же символом μ = |Uси/Uзи|, при условии, что Ic = const (7).
С учетом данных работы [7] «внешний» коэффициент блокирования может быть записан в виде:
μ = ημ*. (8)
Do'stlaringiz bilan baham: |