Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Анализ работы и применение активных полупроводниковых элементов

ВЛИЯНИЕ СУБМИКРОННОЙ ДЛИНЫ ЗАТВОРА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ GaAs ПТШ

Влияние субмикронной длины затвора на характеристики GaAs ПТШ исследовали многие авторы с применением различных моделей нестационарного переноса носителей заряда, учитывающих разницу времен релаксации энергии и импульса [4.3- 4.7, 4.34]. Теоретические исследования показали, что при L3 < 0,4 мкм наблюдается всплеск дрейфовой скорости электронов (velocity overshoot) - значительное превышение как максимальной, так и насыщенной дрейфовой скорости по отношению к равновесным значениям. Это превышение обусловлено запаздыванием начала уменьшения дрейфовой скорости с ростом электрического поля из-за разницы времен релаксации импульса и энергии и скоплением носителей в основной, нижней, долине зоны проводимости, а электроны в этом случае не успевают релаксировать под затвором.

В работе [4.34], употребив результаты по расчету переноса методом Монте-Карло и введя зависимости эффективной скорости дрейфа электронов от поля (учитывающие всплеск дрейфовой скорости), воспользовались одномерными аналитическими моделями для расчета характеристик GaAs ПТШ при длинах затвора менее 0,4 мкм. Эти расчеты, а также расчеты по двумерным моделям показывали двух-трехкратные изменения тока и крутизны при изменении длины затвора от 1 до 0,25 мкм, причем значение f7 менялось в этих расчетах в 6-8 раз. Экспериментальные результаты, приведенные в работах [4.35-4.36] для ионнолегированных ПТШ, изготовленных одновременно на пластине с длинами затвора 0,25; 0,3; 0,5 и 1,0 мкм, не показывают такой выигрыш по параметрам при изменении длины затвора от 1 до 0,25 мкм: ток увеличивается в 1,3 раза, а крутизна - в 1,2 раза.

На рис. 4.49^1.51 приведены изменения характеристик ПТШ, рассчитанные без учета всплеска скорости дрейфа электронов при хп = 3200 см2/Вс и Es = 3,8 кВ/см. Как следует из этих рисунков, увеличение максимального тока и крутизны составляет 10... 12%. Величина входной емкости уменьшается в 2,75 раза. Граничная частота /г возрастает в 3,3 раза.

Изменение максимального тока стока и максимальной крутизны GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Т = 1200 мкм)

Рис. 4.49. Изменение максимального тока стока и максимальной крутизны GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Тзш = 1200 мкм)

Изменение емкости затвор-исток (С) GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Т = 1200 мкм)

Рис. 4.50. Изменение емкости затвор-исток (Сзи) GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Тзш = 1200 мкм)

Изменение пролетного времени затвора т и граничной частоты усиления по току (f) GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Т = 1200 мкм)

Рис. 4.51. Изменение пролетного времени затвора т и граничной частоты усиления по току (fT) GaAs ПТШ от длины затвора без учета всплеска дрейфовой скорости электронов (Тзш = 1200 мкм)

Сравнительный анализ результатов расчетов с экспериментальными результатами показывает, что при длинах затвора свыше 0,2 мкм явление всплеска скорости можно не учитывать в практических расчетах.

Таким образом, рассмотренная аналитическая физикотопологическая модель мощного СВЧ субмикронного ПТШ позволяет из физических параметров материала, из которого он изготовлен, и его геометрии рассчитать вольт- амперные характеристики, элементы СВЧ малосигнальной эквивалентной схемы, S-параметры, коэффициент усиления и необходимые импедансы входной и выходной согласующих цепей в режиме управления ОПЗ током канала при прямом и обратном монтаже кристалла транзистора в кристалло- держатель.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы