Модуляция длины каналаНа рис. 2.6 изображена структура области канала, использованная при построении модели прибора, имеющего выходное сопротивление конечной величины при насыщении тока. На этом рисунке видны две основные особенности структуры: 1) обедненный слой простирается в область канала, и толщина этого слоя зависит от напряжения на стоке; 2) падение напряжения на участке канала, начинающемся от истока, в первом приближении не зависит от потенциала стока. Ранее указывалось, что напряжение на канале имеет тенденцию оставаться постоянным и равным V3-Vпор. Любая разность между потенциалом стока и падением напряжения на канале оказывается приложенной к обедненному слою у поверхности полупроводника (длина этого слоя L’). Падение напряжения на этой области равно Vs -(V3 — Vпор).
Рис. 2.6. Схематическая модель структуры области канала: А—напряжение Vs на стоковом конце обедненного слоя; Б—напряжение Vs -(V3 — Vпор) на обедненном слое у поверхности между каналом и стоком; LТ — полная длина канала от истока до стока; L’ — расстояние от точки перекрытия канала до стока; LТ — L’ — эффективная длина канала
При увеличении Vs величина возрастает. Таким образом, модуляция напряжением на стоке приводит к модуляции эффективной длины канала L = LТ - L’, где LТ — полная длина канала от истока до стока. Увеличение напряжения на стоке ведет к уменьшению длины канала и его сопротивления. Для сохранения постоянным падения напряжения на канале (V3 - Vпор) ток стока должен возрасти так, чтобы компенсировать уменьшение сопротивления канала. Это увеличение тока с увеличением выходного напряжения представляет собой положительную обратную связь, которая обусловливает конечное значение выходного сопротивления МДП транзистора. Выражение для тока стока при насыщении (2.13) можно преобразовать так, чтобы в нем была учтена конечная величина выходного импеданса. Заменяя L на величину LТ — L’, запишем уравнение для тока стока в виде Is = Is0 , L’= (2.14) где Is0 = |Vs = -(V3 - Vпор) ток стока в точке насыщения или перекрытия канала, N— концентрация примесей в подложке. Из уравнения (2.14) следует, что при возрастании напряжения на стоке увеличивается L’, что вызывает увеличение тока стока.
|