Главная Промышленная автоматика.

) в выражении (2.29) Vd = 0 означает короткое замыкание стока (вы-хода) по переменному току. - Прим. ред.

С обогащением), в то время как уменьшение легирующей концентрации снижает Кпор. приводя в конечном итоге к работе прибора в режиме с обеднением.

В МОП-приборе допустима любая полярность напряжения затвор - исток без разрушения прибора или нарушения функционирования схемы. В полевых же транзисторах с рп-переходом на затворе всегда необходимо иметь напряжение, которое обеспечивало бы обратное смещение на переходе затвор - исток. Обратное смещение предотвращает протекание через за-тЁор чрезмерного тока и создает высокое входное сопротивление. Для поддержания обратного смещения перехода требуется, чтобы напряжение затвор - исток в р-канальном приборе было положительным, а в п-канальном - отрицательным.

Основное соотношение между током и напряжением, применяемое для описания работы МОП-транзистора п- или р-типа в области насыщения {Vbs > Упор), имеет вид

lD = (yas-V,o,f, (2.28)

где W - ширина канала, / - длина канала, а К - проводимость, величина которой зависит от процесса производства транзистора и не зависит от его топологии. Для прибора с обеднением пороговое напряжение Упор в выражении (2.28) необходимо заменить на напряжение отсечки Уотс- Наиболее удобным параметром для описания работы МОП-прибора или полевого транзистора с рп-переходом в режиме малого сигнала является крутизна gm, определяемая как )

==-r-iVos-V.o,). (2.29)

На фиг. 2.9 показана малосигнальная модель полевого транзистора, в которой используется параметр gm- Эта эквивалентная модель соответствует полевому прибору, включенному с общими истоком и подложкой, - конфигурация, применяемая обычно в аналоговых схемах.

В случае полевого транзистора с переходом Cgs есть емкость рп-перехода между затвором и каналом со стороны истока. Cds - емкость перехода между затвором и каналом со стороны стока, а гут - ток утечки перехода.

Для МОП-транзистора Cgg представляет действующее значение паразитной емкости между металлом затвора и областями Истока и подложки МОП-прибора. C<js - емкость рп-перехода сток - подложка прибора.



Сопротивлен ие с вых - это выходное сопротивление [толевого транзистора, включенного с общим истоком в режиме малого сигнала. Наиболее важным параметром, служащим показателем согласованности полевых приборов, является напряжение сдвига. Это разностное напряжение между затворами двух согласованных полевых приборов, токи стоков которых равны. В идеальном случае Ксдв должно равняться нулю, однако в результате неточности в топологии затвора и недостаточной однородности диффузии и оксидирования, используемых при изготовлении прибора, всегда имеется некоторое конечное напряжение сдвига. Для полевых транзисторов типично Ксдв ~ Ю мВ при токах Ьт 0,01 до 1,0 мА.

-о Сток

о Исток и


Фиг. 2.9. Малосигнальная модель полевого транзистора

При попытке оптимизировать топологию прибора возникает противоречие. Емкость затвора пропорциональна его площади (lyw), в то время как крутизна пропорциональна отношению ширины канала к его длине (wjl). Для того чтобы емкость, отнесенная к единице крутизны gm, была минимальной, следует минимизировать выражение

C KiJJXw) gm KAwll) - 3,

(2.30)

где К - постоянные размерности. Выражение (2.30) минимизируется, если делать длину канала как можно короче. С другой стороны, оптимальное согласование полевых транзисторов требует постоянства геометрических размеров канала. Этого можно достичь, выбрав как можно большее значение для наименьшего размера, которым в худшем случае может оказаться длина канала. Таким образом, при расчете прибора дилемма заключается в том, что для минимизации отношения C/gm требуется малая длина канала, а для лучшего согласования приборов его длина должна быть большой.

2.5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ДИОДЫ

Интегральные диоды можно создать, используя любые возможные в монолитной структуре рп-переходы. Однако только два перехода в основной прп-структуре непосредственно при-



ГОДНЫ ДЛЯ схемных применений. Этими переходами являются переходы база - эмиттер и база - коллектор. Диод коллектор-подложка неудобен в использовании, поскольку егоаноД

Диодное включение

Обозначение

Последовательное сопротивление

Напряжение обратного пробоя

Паразитный ргер-тран-зистор

Низкое

Низкое (-/•l + z-JPo)

Низкое («7 В)

Низкое (=«7 В)

Высокое

Высокое О 40 В)

Есть

Высокое

Высокое О 40 В)

Есть

Высокое

Низкое О 7 В)

Есть

Эти паразитные транзисторы имеются только в схемах с изоляцией переходами. В ДИ-процессе наличие паразитных биполярных транзисторов невозможно.

и - объемные сопротивления соответственно базовой и коллекторной областей транзистора.-Яр«л{. ред.

Фиг. 2.10. Сравнение существующих диодных включений ири-транзистора.

(подложка) подключен к точке схемы с наиболее отрицательным напряжением. На фиг. 2.10 показано пять возможных диодных включений с использованием база-эмиттерного, или база-коллекторного переходов, или же их обоих.

Наиболее значительными паразитными элементами являются Последовательные объемные сопротивления между .выводами?





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [18] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.004