ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Transkrypt

1 AKAEMA ÓRNZO-HNZA M. ANŁAWA AZA W KRAKOWE Wydział nformatyki, Elektroniki i elekomunikacji Katedra Elektroniki EEMENY EEKRONZNE dr inż. Piotr ziurdzia aw. -3, okój 413; tel , iotr.dziurdzia@agh.edu.l dr inż. reneusz rzozowski aw. -3, okój 51; tel , ireneusz.brzozowski@agh.edu.l RANZYOR POOWY Z ZOOWANĄ RAMKĄ MOFE (metal-ide-semiconductor field effect transistor) Ei 014 r. P& 1

2 struktura MEA-ZOAOR-PÓŁPRZEWONK (M) bramka n. aluminium ale też olikrzem n albo metal dielektryk ółrzewodnik metal (kontakt omowy) Najczęściej tlenek krzemu io MO metal ide semiconductor odłoże Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 3 RKRA MO POARYZAJA = 0 < 0 metal io krzem tyu E ole elektryczne warstwa akumulacyjna stan neutralny (równowaga) akumulacja - dziura nośnik większościowy - jon domieszki akcetorowej Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 4

3 RKRA MO POARYZAJA > 0 >> 0 ole elektryczne warstwa zubożona E E warstwa inwersyjna warstwa zubożona obszar neutralny zubożenie inwersja - dziura nośnik większościowy - elektron nośnik mniejszościowy - jon domieszki akcetorowej Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 5 RKRA MO MOE ENEREYZNY wycinek orzeczny rzez strukturę MO metal io krzem tyu wycinek M O (tyu P) Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 6 3

4 RKRA MO MOE ENEREYZNY q M M O (tyu P) energia elektronu w różni metal q i izolator q q E E i E V ółrzewodnik tyu Praca wyjścia W energia otrzebna na rzeniesienie elektronu z oziomu Fermiego do nieskończoności (W - W F ), (elektron swobodny w różni) q M, q Powinowactwo elektronowe - określa racę wyjścia z oziomu minimalnej energii w aśmie rzewodnictwa E q i, q M otencjał wyjścia z metalu otencjał wyjścia z ółrzewodnika owinowactwo elektronowe izolatora owinowactwo elektr. ółrzewodnika truktura wyidealizowana roszczenie: - równe race wyjścia z metalu i ółrzewodnika ( M, ) jednakowe oziomy Fermiego - ominięte stany owierzchniowe na granicy dielektryk-ółrzewodnik (ład. owierzchniowy) - izolator jednorodny - ominięto ładunek w izolatorze Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 7 q RKRA MO: MOE ENEREYZNY M O (tyu P) metal izolator < 0 POARYZAJA JEMNA q( - i ) E E i E V ółrzewodnik tyu Poziomy Fermiego w metalu i ółrzewodniku różnią się o wartość energii ola elektrycznego q Energia wyjścia z dna asma rzewodnictwa w ółrzewodniku do izolatora ozostaje niezmieniona q( - i ) Krawędzie asm energetycznych (E V, E ) rzyjmują taki sam kształt jak rozkład otencjału (x) zy to jest właściwy kształt asm rzy owierzchni ółrzewodnika? Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 8 4

5 energia elektronu ładunek q < 0 q > 0 q >> q RKRA MO: MOE ENEREYZNY < 0 M O (tyu P) metal q 0 izolator x POARYZAJA JEMNA q( - i ) x E E i E V ółrzewodnik tyu POENJAŁ POWERZHNOWY Krawędzie asm energetycznych (E V, E ) rzyjmują taki sam kształt jak rozkład otencjału (x) zyli jaki? ale: Z owodu małej rzewodności ółrzewodnika, w orównaniu z metalem, ole elektryczne wnika w głąb ółrzewodnika. - - Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M sadek naięcia na warstwie izolatora otencjał owierzchniowy xe - wsółrzędna dla której x x x E x d zanika ole elektryczne w ółrzewodniku x d - grubość warstwy zubożonej RKRA MO: MOE ENEREYZNY POARYZAJA akumulacja zubożenie inwersja < 0 > 0 >> 0 M O (tyu P) M O (tyu P) M O (tyu P) q( - i ) E E E E i E i E i E V E V E V Q x Q x d x Q x inw x d x Q Q =Q d (Q d = -qn A x d ) Q = Q n + Q d Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M

6 Q Q d Q n ŁANEK WARW POWERZHNOWYH ois ilościowy (1) ładunek bramki ładunek warstwy zubożonej (ang. deletion) dla ółrzewodnika tyu : ład. nieskomensowanych atomów domieszki akcetorowej ładunek elektronów w obszarze inwersyjnym W ogólnym rzyadku naięcie bramki: Q oraz: lub: Zatem naięcie bramki: s s Q Q ojemność warstwy dielektrycznej (tlenkowej ide) onieważ suma ład.: Q + Q = 0 (warunek obojętności elektrostatycznej) Rozkłady otencjału i gęstości ładunku w ółrzewodniku są związane równaniem Poissona: ( x) względna rzenikalność x elektryczna ółrzewodnika ałkowity ładunek w ółrzewodniku: ( x) dx Q Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M ŁANEK WARW POWERZHNOWYH ois ilościowy () Ładunek w ółrzewodniku, w najogólniejszym rzyadku, składa się z trzech składników: ładunek zjonizowanych atomów domieszek, ładunek zjonizowanych centrów generacyjno-rekombinacyjnych i ładunek nośników swobodnych. Zatem, wyznaczenie zależności Q ( s ) można rzerowadzić z różną dokładnością [W. Marciniak, Przyrządy ółrzewodnikowe MO, WN, Warszawa, 1991]. W najrostszym rzybliżeniu uwzględnia się jedynie ładunek zjonizowanych centrów akcetorowych i donorowych o równomiernym rozkładzie. Na głębokości x d istnieje skokowe rzejście od obszaru ładunku rzestrzennego do obszaru neutralnego. zubożenie Q x d x Q =Q d Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 1 6

7 q >> ŁANEK WARW POWERZHNOWYH ois ilościowy (3) Zatem: ładunek warstwy zubożonej: lub w ogólnym rzyadku: w rzyadku zubożenia: Q Q d d Q qn d A x Q q( N N ) x d A d Q x d Q =Q d zubożenie x d grubość warstwy zubożonej, równa głębokości wnikania ola elektrycznego do ółrzewodnika x Po rozwiązaniu równania Poissona otrzymujemy rozkład otencjału elektrostatycznego w ółrzewodniku: q( N oraz otencjał owierzchniowy: i ładunek: Q z q N N A s s A N d ) x s ( x) (1 x s x d ) z znak,, ustala znak ładunku w zależności s od tyu ółrzewodnika dla zubożenia Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 13 ŁANEK WARW POWERZHNOWYH ois ilościowy (4) Potencjały elektrostatyczne i F Potencjały definiuje się względem oziomu E i w głębi ółrzewodnika. Potencjał owierzchniowy to różnica między oziomem samoistnym Fermiego E i w głębi ółrzewodnika i na owierzchni. Potencjał Fermiego F określa ołożenie oziomu Fermiego w stosunku do oziomu samoistnego E i w głębi ółrzewodnika. M O q q F E E i E V waga: oś otencjału zwrócona do góry oznacza wartość ujemną (bo ładunek elektronu) Zatem, otencjał Fermiego jest: dodatni dla ółrzewodnika tyu ujemny dla ółrzewodnika tyu n Potencjał owierzchniowy w stanie zubożenia i inwersji ma ten sam znak co otencjał Fermiego F Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M

8 ŁANEK WARW POWERZHNOWYH kondensator MO (1) Jeśli do wzoru oisującego q( N A N ) x odstawimy: Q q( N N A) xd otencjał owierzchniowy: Q to otrzymamy: gdzie: xd ojemność całkowita obszaru ładunku rzestrzennego Jest to ojemność warstwy ółrzewodnika o grubości x d /, określona w ogólnym rzyadku ołożeniem centroidu tego ładunku (wsółrzędna centroidu: x d / dla równomiernego rozkładu gęstości ładunku) ZAKREY POENJAŁ POWERZHNOWEO W RÓŻNYH ANAH KONENAORA MO tan owierzchniowy y n ( F < 0) y ( F > 0) d w rzyadku zubożenia Akumulacja > 0 Q < 0 < 0 Q > 0 Płaskie asma = 0 Q = 0 = 0 Q = 0 Ei 014 r. P& Zubożenie Elementy elektroniczne F < < fizyka 0 ółrzewodników: Q > 0 0 < M-- < F Q < 0 15 ŁANEK WARW POWERZHNOWYH kondensator MO () W stanach zubożenia i inwersji sumaryczny ładunek w ółrzewodniku: ładunek nośników mniejszościowych Q Q q( N N ) x la małych Q, gdy ładunek Q m jest omijalnie mały, grubość warstwy ładunku rzestrzennego x d jest: Q xd q( N N A) dy rośnie Q (inwersja) szerokość warstwy zubożonej dąży do ustalonej wartości x dmax : x d max 4 F q( N N dq Pojemność różniczkowa kondensatora MO: d 1 d d ds 1 1 rzekształcając: dq dq dq ostatecznie: A ) ( ) schemat zastęczy dq d oraz: m - coraz większy udział składowej Q m obszar zubożony nie owiększa się x Zatem: o całkowitej ojemności kondensatora MO decyduje szeregowe ołączenie i A d s Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M

9 KONENAOR MO H-KA ojemnościowo-naięciowa ( ) raktycznie stałe, niezależne od naięcia bramki, decyduje o wyadkowej ojemności kondensatora MO dla małych częstotliwości ładunek Q m nadąża za zmianami naięcia, co objawia się zwiększeniem ojemności dla silnej inwersji dla dużych częstotliwości ładunek Q m NE nadąża za zmianami naięcia, co objawia się stałą ojemnością dla silnej inwersji nierównowagowa Rysunek zaczernięto z W. Marciniak Przyrządy ółrzewodnikowe MO, WN 1991 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 17 RZEZYWA RKRA MO W rzeczywistej strukturze MO należy uwzględnić: Nierówne race wyjścia z ółrzewodnika i metalu wstęne zagięcie oziomów energetycznych Energetyczne stany owierzchniowe na granicy izolator-ółrzewodnik dodatkowy ładunek Q Zanieczyszczenia w obszarze dielektryka nieskomensowane ładunki Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M

10 E g = 9eV RZEZYWA RKRA MO KONAKOWA RÓŻNA POENJAŁÓW Kontaktowa różnica otencjałów to efekt różnych rac wyjścia z metalu i ółrzewodnika: ms M q i = 0,95eV q M = 4,1eV energia elektronu w różni q = 4,05eV E gi = 1,1eV F q E E gi / E i E V 3,15eV q F 3,1eV E E i E V i tyu Al io N A = 1,1E15cm -3 Z orównania wykresów energetycznych: Egi ms M ( F ) N lub inaczej: ms mi F F ln n Kontaktowa różnica otencjałów metal-ółrzewodnik samoistny i k otencjał q F naięcie łaskich asm, czyli takie naięcie na bramce, które wyrostuje asma energetyczne Koncentracja domieszki w odłożu: N A dla. tyu N dla. tyu n elektrotermiczny Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 19 RKRA MO NAPĘE PROOWE Naięcie rogowe to takie naięcie bramki, że ółrzewodnik na owierzchni wykazuje własności ółrzewodnika samoistnego. Odowiada to takiemu naięciu na bramce, że: s F Z analizy ładunków można wykazać, że: Q ef V ms s F F lub inaczej dla odłoża : V F F Q F Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 0 d 4q N zęsto, dla uogólnienia rozważań ładunek zjonizowanych domieszek w odłożu (tutaj Q d ) oznaczany jest rzez Q - czyli ładunek odłożowy. zyli naięcie rogowe można zaisać jako: V F F A F równoważny ładunek owierzchniowy Pewien fikcyjny ładunek na granicy izolator-ółrzewodnik związany z ładunkami: ruchomym w warstwie tlenku nieruchomym w warstwie tlenku stanów i ułaek owierzchniowych (na granicy tlenek/ółrzewodnik) Q z q N N d Q A s 10

11 >> RKRA MO NAPĘE PROOWE - interretacja Naięcie rogowe: V można zinterretować jako: Qef ms F Q naięcie niezbędne do wyrostowania asm energetycznych F naięcie otrzebne do zagięcia asm, tak aby otencjał owierzchniowy był równy odwojonemu otencjałowi Fermiego (silna inwersja: = F ) Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne fizyka ółrzewodników: M-- 1 RANZYOR MO Zróbmy tranzystor =0 > 0 > 0 > 0 > 0 Nic z tego! Prąd łynie. Nie ma sterowania rzeływem rądu. Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 11

12 >> 0 = 0 >> 0 = RANZYOR MO n+ n+ > 0 > 0 > 0 > 0 Potrzebny jest jakiś zawór jednokierunkowy lub zasobnik z elektronami, bo można wytworzyć warstwę inwersyjną wyindukować kanał tyu n Jedna dioda to mało! Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 3 RANZYOR MO n+ n+ n+ druga dioda lub zasobnik n+ = 0 > 0 wie diody > 0 > 0 eraz dobrze. Prąd łynie tylko wtedy, gdy są elektrony od bramką jest kanał. Naięcie bramki może sterować wartością rądu rzez zmianę grubości kanału Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 4 1

13 RANZYOR MO OWA Przekrój orzeczny tranzystora MO, wzbogacanego z kanałem tyu n długość kanału W szerokość kanału Rysunek zaczernięto z. Kuta Elementy i układy elektroniczne, AH 000 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 5 RANZYOR MO ZAŁANE (1) = 0, < 0 io n + n + dy nie ma kanału w obwodzie dren-źródło rąd nie łynie (omijając znikomy rąd wsteczny diody) > 0 = 0 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 6 13

14 RANZYOR MO ZAŁANE () > V io n + n + > V inwersja: zmiany owodują modulację konduktancji kanału sterując rądem drenu > 0 > 0 PRAA NOWA Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 7 RANZYOR MO ZAŁANE (3) > V io n + n + >> 0 = const. odcięcie kanału = V dalsze zwiększanie > V NAYENE: zmiany NEPOWOJĄ wzrostu rądu drenu Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 8 14

15 RANZYOR MO PRĄ REN =0 >0 obszar zubożony io kanał (tyu n) n + n + 0 x y Q (y) długość kanału W szerokość kanału (wg. osi Z ukł. ws.) Q n (y) Założenia: w kanale jest warstwa inwersyjna, źródło zwarte z odłożem, między drenem a źródłem łynie rąd, tranz. racuje z zakresie nienasycenia. >0 y adek naięcia na elemencie y kanału można zaisać jako: = R (rawo Ohma) (1) rzy czym: Δy ΔR () gdzie: ole ow. rzekroju kanału: = x W (3) rezystywność kanału określona jako: 1 (4) e ruchliwość elektronów q e n( y) n(y) koncentracja elektronów jako fun. ołożenia y w kanale Podstawiając owyższe (), (3) i (4) do (1) mamy: Δy Δ q n( y) W x Ponieważ n(y) to koncentracja nośników (elektronów) na e jednostkę objętości, więc iloczyn: q n(y) x można otraktować jako owierzchniową gęstość ładunku ruchomego w kanale, więc: Q n (y) = q n(y) x (znak minus bo nośnikami są elektrony). Zatem sadek naięcia na elemencie y to: Δy Δ (6) W Q (y) e n (5) Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 9 =0 >0 io obszar zubożony kanał (tyu n) Q n (y) n + n + 0 x y Q (y) długość kanału W szerokość kanału >0 Przy źródle otencjał wynosi F, to jest warunek silnej inwersji, a otem, w kierunku drenu, owiększa się o sadek naięcia w kanale. y RANZYOR MO PRĄ REN () Powyższe równanie może być rzeisane jako: Δy e W (Q n(y) ) Δ (7) Zgodnie z rozważaniami dotyczącymi kondensatora MO, dla rzyadku inwersji, ładunek w ółrzewodniku można zaisać jako sumę ładunku odłożowego (ujemne zjonizowane atomy domieszki akcetorowej) i ładunku elektronów (ruchomych nośników warstwy inwersyjnej): Q Q n + (Q ) i odstawiając Q n do równania (7) mamy: Δy e W Q (y) Q (y) Δ (8) Q Ładunek w ółrzewodniku Q można wyznaczyć z równania: s oisującego naięcie bramki, które zostanie zmodyfikowane o naięcia Q łaskich asm, więc naięcie bramki: F s (9) Zatem: Q (y) (y) (10) Ponieważ od bramką istnieje warstwa oraz rzez kanał łynie rąd wywołujący sadek naięcia (y) w każdym unkcie kanału, to rozkład otencjału owierzchniowego wzdłuż kanału (y) należy zaisać jako: (y) (y) F F s (11) Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 30 15

16 RANZYOR MO PRĄ REN (3) =0 >0 io obszar zubożony kanał (tyu n) Q n (y) n + n + 0 x y Q (y) długość kanału W szerokość kanału >0 i dalej rzekształcić do ostaci: Nastęnie uwzględniając y Podstawiając (11) do (10) otrzymujemy równanie na ładunek w ółrzewodniku uzależnione od rozkładu naięcia w kanale: Wykorzystując (1) równanie (8) można odstawić: Ładunek w odłożu Q w równaniu (13) w ogólności zależy od ołożenia y, ale można dla uroszczenia obliczeń założyć, że jest stały, nie zależny od ołożenia w kanale i oisany znanym już równaniem: Q 4q N Zatem równanie (13) można rzeisać: Δy W (y) Δ Q W Δy W W Q (y) e e e Δy e W Q F Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 31 F d (y) Δ A F Δ definicję naięcia rogowego: Δy W V (y) Δ F F (y) Q (y) Δ (y) Δ Q (y) W Δ F e F F F (y) F F e e (1) (13) (14) (15) RANZYOR MO PRĄ REN (4) =0 >0 io obszar zubożony kanał (tyu n) Q n (y) n + n + 0 x y Q (y) długość kanału W szerokość kanału >0 y eraz wystarczy już tylko scałkować równanie (15) w odowiednich granicach ( o kanale od 0 do i o naięciu od 0 do ): otrzymując: i ostatecznie: ZAKRE NOWY 0 dy W e V (y) 0 e W W e d V V (16) (17) dy naięcie osiągnie wartość = V, to wg równania (17) rąd drenu musiałby maleć ( w liniowym zakresie jest kwadratową funkcją ). Wtedy rzy drenie nastęuje zanik kanału nasycenie. Zatem odstawiając ten warunek ( = V ) do równania (17) otrzymujemy wyrażenie na rąd drenu w nasyceniu: W V e ZAKRE NAYENA la tranzystora tyu P rąd drenu i naięcie są ujemne. Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 3 16

17 RANZYOR MO HARAKERYYK WYJŚOWE ZAKRE NOWY > V n 0V < < V n W n( V ) ZAKRE NAYENA > V n > V n > 0V W n ( V ) OĘE < V n = 0 V Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 33 RANZYOR MO HARAKERYYK WYJŚOWE PMO NMO Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 34 17

18 RANZYOR MO HARAKERYYK PRZEJŚOWE ZAKRE NAYENA V > V n V > V V n > 0V W n ( V ) ZAKRE NOWY V > V n 0V < V < V V n W n( V ) Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 35 RANZYOR MO HARAKERYYK PRZEJŚOWE PMO NMO zy można na tych ch-kach wskazać zakres racy liniowej i nasycenia? Jak będzie wyglądała ewentualna krzywa rozdzielająca te zakresy? Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 36 18

19 ROZAJE RANZYORÓW MO Jeśli = 0 to brak kanału Rysunek zaczernięto z. Kuta Elementy i układy elektroniczne, AH 000 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 37 ROZAJE RANZYORÓW MO Przy =0 istnieje kanał i możliwy jest rzeływ rądu Rysunek zaczernięto z. Kuta Elementy i układy elektroniczne, AH 000 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 38 19

20 RANZYOR MO EFEK KRÓENA KANAŁ dla NMO io n + obszar zubożony ' n + Pod wływem wzrostu naięcia skraca się kanał. Na odcinku ' - at w zakresie linowym (bez zmian): W n V w zakresie nasycenia: W n( V ) (1 ) 1/ efekt ten często jest nazywany efektem modulacji długości kanału V Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 39 RANZYOR MO EFEK POŁOŻOWY io n + obszar zubożony n + V V ( ) 0 s s dla NMO - wsółczynnik objętościowy PMO NMO Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 40 0

21 RANZYOR MO inne zjawiska EFEK KRÓKEO KANAŁ Krótszy kanał io n + n + obszar zubożony io obszar zubożony n + n + ' ładunki rzestrzenne złączy - i - są bliżej bardziej rzykrywając obszar kanału zwiększa się udział składowej wzdłużnej ola elektr. ( ) w indukowaniu ładunku w kanale naięcie musi wykonać mniejszą racę w celu wytworzenia kanału mniejsze naięcie rogowe V Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 41 RANZYOR MO inne zjawiska EFEK WĄKEO KANAŁ łaszczyzna rzekroju kanału Węższy kanał ole orzeczne (od na. bramki) indukuje ładunek rzestrzenny nie tylko od bramką obszar zubożony io W io W' kanał się zwęża więc zwiększa się udział składowej orzecznej ola elektr. ( ) w indukowaniu ładunku oza kanałem V wąski kanał naięcie musi wykonać większą racę w celu wytworzenia kanału większe naięcie rogowe V krótki kanał W, Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 4 1

22 RANZYOR MO inne zjawiska ZAKRE POPROOWY łaba inwersja: F < F W warunkach silnej inwersji koncentracja nośników mniejszościowych rzy owierzchni (w kanale) jest większa niż koncentracja nośników większościowych w głębi ółrzewodnika. tąd zaięcie rogowe można zdefiniować jako takie naięcie bramki, że koncentracja ZAKRE POPROOWY 0 ( ) 1 ex yfuzyjny mechanizm rzeływu rądu zakres odrogowy V Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 43 RANZYOR MO WPŁYW EMPERARY Na rąd drenu mają wływ zależności temeraturowe: ruchliwości nośników w kanale naięcia rogowego emeraturowy wsółczynnik rądu drenu dla zakresu nasycenia: 1 ( ) 1 V W la ruchliwości ( a ): 1 a la naięcia rogowego: Eg Qef V m F s F q E g nieznacznie maleje gdy tem. rośnie F zmienia się o ok. mv/k Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 44 W może być dodatni, ujemny lub zerowy w zależności od naięcia 1 < 1

23 RANZYOR MO MOE WEKOYNAŁOWY n + io n + i rąd w kanale: ZAKRE NOWY W i e ZAKRE NAYENA i u u u W u e u u Małe litery składowa stała i zmienne diody - i -: i ex 1, i ex 1 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 45 RANZYOR MO MOE WEKOYNAŁOWY n + io n + rąd w kanale: ZAKRE NOWY W i e ZAKRE NAYENA i u u u W u e Małe litery składowa stała i zmienne i R ' ' diody - i -: i ex 1, i ex 1 u u R Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 46 3

24 RANZYOR MO MOE WEKOYNAŁOWY n + io n + rąd w kanale: R ' i ' R ZAKRE NOWY i i W u e u u W u ZAKRE NAYENA e u u Małe litery składowa stała i zmienne diody - i -: i ex 1, i ex 1 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 47 RANZYOR MO MOE WEKOYNAŁOWY n + io n + rąd w kanale: R ' i ' R ZAKRE NOWY i i W u e u u W u ZAKRE NAYENA e u u Małe litery składowa stała i zmienne diody - i -: i ex 1, i ex 1 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 48 4

25 RANZYOR MO WZMANAZ i R i /R -1/R Q u u u i W u u V u i W 1 u V u Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 49 RANZYOR MO WZMANAZ i i /R -1/R Q(, ) id Q(, ) V u u ugs uds Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 50 5

26 RANZYOR MO MOE MAŁOYNAŁOWY i i g ds g m R u u i u u u we u gs g ds g u ds g m u gs Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 51 RANZYOR MO MOE MAŁOYNAŁOWY gd r dd i gm u g ds i u u gs W gs gb W g m u gs r ss V ubs - konduktancja wyjściowa (dla zakresu nasycenia) g mb u bs Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 5 bs g ds db - transkonduktancja (dla zakresu nasycenia) g mb i u i V V u f gs gm gd częstotliwość odcięcia gb gdy amlituda rądu wej. = rądowi źr. ster. g m u gs, rzy zwartym wyj. - konduktancja rzejściowa odłoża 6

27 NWERER MO uo i uo i MO 1 un nmo uo V n V 0 1 un Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 53 NWERER MO nmo w stanie odcięcia, MO w obszarze liniowym uo V V nmo w stanie nasycenia, MO w obszarze liniowym uo i nmo w stanie nasycenia, MO w stanie nasycenia 1 V nmo w obszarze liniowym, MO w stanie nasycenia V n V V nmo w obszarze liniowym, MO w stanie odcięcia 0 1 un Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 54 7

28 AZAOR PRĄ =const =0 =- =-4 R =0 Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 55 RANZYOR POARNY Z ZOOWANĄ RAMKĄ () nsulated ate iolar ransistor E E ranzystor łączy ozytywne cechy tranzystorów MOFE z zaletami tranzystorów biolarnych Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 56 8

29 RANZYOR POARNY Z ZOOWANĄ RAMKĄ () E echy tranzystora - osiadają dużą imedancję wejściową - łatwość sterowania naięciem wejściowym - niskie naięcie Esat - osiadają zabezieczenie w rzyadku zwarcia - niskie straty rzy rzełączaniu Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 57 RANZYOR POARNY Z ZOOWANĄ RAMKĄ () E Zastosowanie tranzystorów - źródła rądowe dużej mocy (sawarki) - rzetworniki dużej mocy - układy z obciążeniami indukcyjnymi - falowniki - rzekształtniki energoelektroniczne Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 58 9

30 RANZYOR VMO n+ n+ n n+ Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 59 ranzystory MO dużej mocy Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne tranzystor MO 60 30

31 PORÓWNANE RANZYORA POARNEO MOFE RANKONKANJA POARNY MOFE g mj E g mmo n OX W - niezależna od rocesu technologicznego - zależna od rocesu technologicznego - niezależna od wymiarów - zależna od wymiarów g mj g mmo Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne J v. MOFE 61 PORÓWNANE RANZYORA POARNEO MOFE MPEANJA WEJŚOWA POARNY MOFE r bej g m r gsmo - bardzo mała rbe r gs Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne J v. MOFE 6 31

32 PORÓWNANE RANZYORA POARNEO MOFE MPEANJA WYJŚOWA POARNY MOFE r 0J AF E r 0MO 1, AF, 1/λ E, Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne J v. MOFE 63 PORÓWNANE RANZYORA POARNEO MOFE WZMONENE POARNY MOFE K uj g mj r 0 K umo g mmor 0 K uj AF jeżeli n. AF =50V, to K u =000 E K umo 1 V n V n Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne J v. MOFE 64 3

33 PORÓWNANE RANZYORA POARNEO MOFE ZĘOWOŚĆ RANZNA f J POARNY g m f g MOFE m n MO gs Vn f J f MO Ei 014 r. P& Elementy elektroniczne J v. MOFE 65 33