Анализ работы и применение активных полупроводниковых элементов
ПРЕДИСЛОВИЕ НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ И УРАВНЕНИЯ Уравнение Пуассона Уравнения плотности тока (или диффузионно-дрейфовые уравнения) Уравнения непрерывностиГенерационные и рекомбинационные процессыВывод уравнений непрерывности Энергетическая диаграмма ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ Общие свойства равновесия полупроводниковЗакон действующих массУровни Ферми Анализ в равновесииОбщее уравнение состояния равновесияРешения для нейтральных областейОпределение нейтральных (незаряженных) областей НЕРАВНОВЕСИЕ Уровни инжекции (экстракции) Теория «ловушек» Шокли-Рида-Холла Анализ неравновесной области при инжекции низкого уровняУравнения непрерывностиНеосновные носителиКвазинейтральность и основные носителиГраничные условия в омическом контакте Уровни Ферми в неравновесном состоянииЗАДАЧИБиблиографический список к главе 1 БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ РАВНОВЕСИИ АНАЛИЗ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА ПРИ МАЛОМ СМЕШЕНИИ (БАЗОВАЯ МОДЕЛЬ) Основы анализа неравновесного состояния БТ Составляющие токов неосновных носителей в объемных областяхТок в объеме эмиттера: JРЕТок неосновных носителей в объеме базы: JnBТок неосновных носителей в объеме коллектора: JрС Составляющие тока в области р-n-переходаСлучай обратного смещенияСлучай прямого смещения Характеристические уравнения БТ Прямой активный режим работы транзистора Графики Гуммеля. Эффект уменьшения коэффициента усиления по току, при низких напряжениях на переходе эмиттер-база Моделирование в случае неравномерных профилей легирования Эффект Эрли БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР ПРИ БОЛЬШОМ СМЕЩЕНИИ Сопротивление базы и смещение эмиттерного тока к краю эмиттераФизическое обоснование сопротивления базыМатематическая модель сопротивления базы Влияние высокого уровня инжекцииФизическое обоснование высокого уровня инжекцииМоделирование базы при высоком уровне инжекцииПовторное моделирование коллектораЗависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе под влиянием эффектов Вебстера и квазинасыщенияЭффект Кирка Ионизационное воздействие, лавинное умножение и пробой перехода коллектор-базаФизическое обоснование лавинного умноженияМатематическая модель лавинного умноженияЭффект лавинного умножения в модели Эберса-МоллаЛавинный пробой ДИНАМИКА БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА Квазистатический режим работы БТЗарядоуправляемое моделирование эмиттераЗарядоуправляемое моделирование коллектораЗарядоуправляемое моделирование базыУравнения для зарядоуправляемой модели БТ Эквивалентные схемы БТЭквивалентная схема для больших сигналовЭквивалентная схема для малого сигналаЗАДАЧИБиблиографический список к главе 2 МОП-ТРАНЗИТОР ОСНОВНАЯ СТРУКТУРА ИНВЕРСНОГО МОП-ТРАНЗИСТОРА (МЕТАЛЛ - ОКИСЕЛ - ПОЛУПРОВОДНИК) МОП-ТРАНЗИСТОР ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ СМЕЩЕНИЯ Основные положения неравновесного анализа МОП-транзистора Анализ поверхностной области полупроводникаВлияние состояния поверхностиЭнергетическая диаграммаРежим плоских зонПорогОбогащениеОбеднениеИнверсия Анализ тока через прибор при сильной инверсииНасыщение (крутая часть ВАХ)Активная область (пологая часть ВАХ)Отсечка Упрощенный анализ тока через прибор при сильной инверсииПромежуточная молель анализаУпрощенная модель анализаТочность упрощенных моделей анализа Анализ тока при пороговом состоянии ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТРУКТУРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ Ограничения при проектированииПараметр крутизны kрПороговое напряжение VT Пороговый механизм управления. МОП-транзисторы со встроенным каналом ВТОРИЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ Быстрое насыщение Модуляция длины канала Смыкание (прокол области канала) Эффекты короткого и узкого каналов Ударная ионизация и лавинный пробой ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОП-ТРАНЗИСТОРА Моделирование идеального транзистора Полная модель Эквивалентная схема для малого сигналаЗАДАЧИБиблиографический список к главе 3 ПОЛЕВОЙ СВЧ-ТРАНЗИСТОР С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ. АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКИ РАБОТЫ GaAs ПТШ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ GaAs ПТШРежим работы ПТШ с управлением тока канала ОПЗ БШ ВЫБОР МАЛОСИГНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ ПТШ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ ПТШ Использование аналитической модели ПТШПолучение формул для сопротивлений Ru и RcПолучение формул для сопротивлений неперекрытой части канала R3U и R3CПолучение формул для статической и динамической крутизныВывод формул времени пролета носителями области затвораРасчет емкостей «идеального» ПТШЕмкость стабильного домена Сси Учет в физико-топологической модели и эквивалентной схеме мощного СВЧ ПТШ распределенных эффектов структуры Паразитные межэлектродные емкости ПТШРасчет результирующих паразитных емкостей при прямом монтаже кристаллаРасчет результирующих паразитных емкостей при обратном монтаже кристаллаСравнение результатов измерения и расчета межэлектродных емкостей ПТШ Паразитные емкости корпуса ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕНОСА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА (ЭЛЕКТРОНОВ) МОДЕЛИРОВАНИЕ МОЩНОГО СВЧ ПТШ НА GaAs. УЧЕТ САМОРАЗОГРЕВА КАНАЛА И ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Определение температуры в канале ПТШ Температурные зависимости параметров GaAs и барьера ШотткиДиэлектрическая проницаемостьДрейфовая подвижностьНасыщенная скорость дрейфа и критическая напряженность поляВысота барьера Шоттки Определение теплового сопротивления мощного ПТШ Экспериментальная проверка результатов расчета ВАХ, зависимостей элементов СВЧ ЭС ПТШ от режима смещения и S-параметров при прямом монтаже кристалла ПТШЭкспериментальная проверка результатов расчета ВАХ и зависящих от смещения элементов ЭС ПТШРасчет элементов ЭС ПТШ, не зависящих от режима смещенияСравнение результатов расчета по представленной модели и измерений S-параметров 600 мкм ПТШ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ GaAs ПТШ ВЛИЯНИЕ СУБМИКРОННОЙ ДЛИНЫ ЗАТВОРА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ GaAs ПТШКонтрольные вопросыБиблиографический список к главе 4 ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ ГЕТЕРОПЕРЕХОД И ПЕРЕНОС ЭЛЕКТРОНОВ В ДВУМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ Энергетический спектр разрешенных состояний в треугольной квантовой яме Связь между поверхностной плотностью носителей на границе гетероперехода и положением энергетических уровней подзон ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУР СВЯЗЬ МЕЖДУ ЗАРЯДОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫВОД УРАВНЕНИЙ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЕКТИВНО ЛЕГИРОВАННОГО ГСПТ Наклонная часть ВАХ Пологая часть ВАХ Определение емкости затвора СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТА ПО МОДЕЛИ ВАХ ГСПТ МАЛОСИГНАЛЬНАЯ СВЧ ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ГСПТ МОЩНЫЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ В GaAs И lnyGaiyAs Мощный гетероструктурный ПТ на основе гетероперехода AlGaAs/GaAs Псевдоморфные гетероструктурные транзисторы Псевдоморфный ПТ с двумя д-легированными слоями.Мощный псевдоморфный ГСПТ с легированной квантовой ямой. Мощный псевдоморфный ГСПТ на гетеропереходе InGaP/InGaAs Мощный метаморфный ГСПТ на гетеропереходе InAlAs/InGaAsВыводыКонтрольные вопросыБиблиографический список к главе 5 ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНЗИСТОРОВ В МОНОЛИТНЫХ СХЕМАХ СВЧ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПОДЛОЖКИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ мис СВЧ МИС на кремниевых биполярных транзисторах СВЧ МИС на полевых транзисторах на основе GaAs и InP ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МИС СВЧ Линии передачи СВЧ Спиральные индуктивности Встречно-штыревой конденсатор Конденсатор металл - диэлектрик - металл Диффузионные резисторы из GaAs и тонкопленочные металлические резисторы Схемы суммирования в СВЧ-усилителях мощности МИС НА ОСНОВЕ GaAs ПТШ Широкополосные и сверхширокополосные УМ Узкополосные УМ МИС НА ОСНОВЕ ГС ПТ, ВЫРАЩЕННЫХ НА ПОДЛОЖКАХ GaAs и IпР Широкополосные и сверхширокополосные УМ Узкополосные УМ МИС НА ОСНОВЕ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА КРЕМНИИ МИС НА ОСНОВЕ КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ МОП-ТРАНЗИСТОРОВ НА КРЕМНИИВЫВОДКонтрольные вопросыБиблиографический список к главе 6
