ВАХ характеристики МДП транзисторов с коротким и длинным каналом. Сравнительный анализ.

Первое отличие ВАХ транзистора с коротким каналом заключается в меньшем напряжении насыщения. При длинном канале насыщение происходит вследствие перекрытия канала у стока, а

При коротком канале помимо этого насыщению способствует эффект сильного поля. Он заключается в том, что с ростом напряжения UСИ и продольной составляющей вектора напряженности электрического поля Ey подвижность электронов уменьшается, а их дрейфовая скорость увеличивается непропорционально Еу, стремясь к постоянной величине – скорости насыщения. Это замедляет рост тока при увеличении напряжения.

Второе отличие состоит в том, что ток стока и крутиз­на оказываются большими из-за уменьшения длины канала. Третье отличие – с ростом напряжения на затворе U_зи характеристики из квадратичных стремятся стать линейными из-за влияния эффекта сильного поля.

Следует отметить еще одну важную особенность МДП-транзисторов с коротким каналом. В сильном электрическом поле, сущест­вующем в канале у стока, электроны на длине свободного пробега могут приобретать энергию, значительно превышающую среднюю энергию теплового движения. Такие электроны называют горячими. Некоторые из них имеют энергию, достаточную для преодоления по­тенциального барьера на границе кремний – диэлектрик (окисел). Эти электроны могут проникать (инжектироваться) в окисел и захва­тываться существующими там ловушками, изменяя заряд в окисле. В результате возрастает и становится нестабильным пороговое на­пряжение. Нестабильность порогового напряжения увеличивается с ростом концентрации ловушек в окисле. Для уменьшения неста­бильности применяется ряд технологических мер.