Порядок выполнения работы. Часть 1 (2 часа) Экспериментальная часть

Часть 1 (2 часа) Экспериментальная часть

 

3. Ознакомиться с принципиальной схемой и макетом установки для измерения эффекта поля. Измерить зависимость напряжения сток-исток от напряжения на затворе, для этого:

3.1. Включить в цепь транзистор со встроенным каналом. Для этого включить переключатель VT1-VT2 в положение VT1.

3.1.1. Включить внешний источник питания PS2 в соответствие с полярностью, изображенной на принципиальной схеме установки.

3.1.2. Включить источник питания PS1. Для этого переключить S1 в положение «а».

3.1.3. Переключить S2 в положение «1» и задать U_ps2 6 В.

3.1.4. Переключить S2 в положение «3» и задать U_зи 1 В.

3.1.5. Переключить S2 в положение «2» и снять значение U_си, изменяя U_зи от 1 до 9 В с шагом 1 В.

3.1.6. Результаты измерений занести в таблицу 1.

3.2. Включить в цепь транзистор с индуцированным каналом. Для этого включить переключатель VT1-VT2 в положение VT2.

3.2.1. Поменять полярность внешнего источника питания PS2 вручную. Для этого необходимо поменять местами клеммы блока питания.

3.2.2. Повторить пункты 3.1.2 – 3.1.5 для U_ps2 = 6 В. Чтобы задать U_ps2, необходимо S2 переключить в положение «1».

3.2.3. Результаты измерений занести в таблицу 1.

 

		Результаты измерений	Результаты расчетов
Транзистор	Ups2, В	Uзи, В	Uси, В	Iс, мА	Gк, 1/Ом
VT1
…
VT2
…

Таблица 1 – Результаты измерений.

 

3.3. Рассчитать значения тока стока для VT1 и VT2 для всех значений U_зи по формуле:

I_с = (U_ps2 – U_зи)/R₂, где R₂ = 1 кОм

3.4. Рассчитать значения проводимости канала по формулам:

G_к = I_с/U_си

3.5. Результаты расчетов представить средствами математического пакета MathCAD в векторном виде.

3.6. Построить графики зависимости тока стока от напряжения на затворе I_с(U_зи) и графики зависимости проводимости канала от напряжения на затворе G_к(U_зи) для VT1 и VT2.

 

Часть 2 (2 часа) Компьютерное моделирование зависимости поверхностной проводимости от величины поверхностного потенциала Y_s

 

Исследовать математическую модель зависимости поверхностной проводимости G_s от безразмерного поверхностного потенциала Y_s для полупроводника n-типа при разной степени легирования λ средствами прикладного пакета программ MathCAD.

3.7. Построить график зависимости поверхностной проводимости от величины поверхностного потенциала G_s(Y_s) по формуле (5), с учетом формул (1), (2), (3), (4).

3.8. Построить энергетические диаграммы с изгибом зон полупроводника для режимов обогащения, обеднения и инверсии типа проводимости.

При построении энергетических диаграмм для простоты предполагать, что зависимость Y(x) экспоненциальная:

, где

Содержание отчета

1. Данные измерений и расчетов. Графики зависимости тока стока от напряжения на затворе и графики зависимости проводимости канала от напряжения на затворе для транзисторов со встроенным и индуцированным каналами.

2. Графики зависимости поверхностной проводимости от величины поверхностного потенциала и энергетические диаграммы с изгибом зон полупроводника для режимов обогащения, обеднения и инверсии типа проводимости.

3. Анализ полученных результатов.

4. Вывод.

 

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается эффект поля в полупроводниках?
2. Что такое поверхностная проводимость и от чего она зависит?
3. Что такое диффузное рассеяние и как оно влияет на подвижность носителей заряда
4. Зарисовать экспериментальную и теоретическую зависимость поверхностной проводимости от индуцированного заряда. В чем причины их различия?
5. Структура и механизм работы МДП-транзистора.
6. Объяснить, что такое канал, какие виды каналов бывают и в чем их принципиальное различие.