Эффекты короткого канала
Соотношения (Ш.3.17), (III.4.10) и (III.4.18), определяющие ВАХ МДПТ, показывают, что во всех режимах работы транзистора ток стока не изменяется при пропорциональном изменении длины и ширины канала. Ширина Z канала определяет масштаб ВАХ по току, не изменяя частотных свойств транзистора (см. параграф Ш. 3.3). Уменьшение длины канала L способствует повышению удельной крутизны ВАХ (gSz ~ 1 / L… Читать ещё >
Эффекты короткого канала (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Природа эффектов короткого канала
Соотношения (Ш.3.17), (III.4.10) и (III.4.18), определяющие ВАХ МДПТ, показывают, что во всех режимах работы транзистора ток стока не изменяется при пропорциональном изменении длины и ширины канала. Ширина Z канала определяет масштаб ВАХ по току, не изменяя частотных свойств транзистора (см. параграф Ш. 3.3). Уменьшение длины канала L способствует повышению удельной крутизны ВАХ (gSz ~ 1 / L, (Ш.3.27)) и предельной частоты (сог ~ 1 / L2, (111.3.40)). Поэтому в течение длительного периода времени основной тенденцией развития техники МДПТ было и остается уменьшение длины канала L.
Отмеченные закономерности оставались справедливыми до тех пор, пока топологические размеры транзисторов оставались достаточно большими. Когда продольные размеры МДПТ достигли значений ~ 1—2 мкм, эти закономерности перестали выполняться. Кроме того, оказалось, что при уменьшении топологических размеров (особенно длины канала) изменяется и сама форма ВАХ. Причины проявления эффектов короткого канала можно условно разделить на три группы.
К 1-й группе относятся эффекты, связанные с влиянием краевых областей ОПЗ под контактами стока и истока, на распределение электрического поля под затвором. Влияние этих эффектов проявляется в изменении порогового напряжения V{ и одного из основных параметров транзистора (5, определяющего масштаб ВАХ.
Ко 2-й группе относятся эффекты, связанные с разогревом носителей заряда в продольном электрическом поле, напряженность которого возрастает с уменьшением длины канала. При этом изменяются их кинетические характеристики и, как следствие, вид ВАХ в пологой области. Кроме того, появляется возможность проникновения носителей в диэлектрик.
Наконец, эффекты 3-й группы возникают вследствие появления новых механизмов протекания тока в цепи сток—исток, связанных с близким расположением электродов стока и истока. Эти эффекты приводят к резкому увеличению тока стока при повышении напряжения сток—исток и, но своему проявлению близки к явлениям пробоя.
Несмотря на кажущуюся простоту конструкции и физики работы, достаточно точные математические модели МДПтранзистора весьма сложны. Главная причина состоит в том, что МД ПТ является в принципе неодномерным прибором — управляющее поле затвора и тянущее поле стока направлены взаимно перпендикулярно. В простых рассмотренных выше моделях задача сводилась к квазиодномерной — взаимодействие продольного и поперечного полей не учитывалось. Этот подход по возможности сохраняется и при аналитическом описании более тонких эффектов.