Глава 2.3

Эффект смещения подложки

Рассмотрим, как меняются характеристики МДП-транзистора при приложении напряжения между истоком и подложкой. Отметим, что приложенное напряжение между истоком и подложкой при условия наличия инверсионного канала падает на обедненную область индуцированного р-n перехода.

В этом случае при прямом его смещении будут наблюдаться значительные токи соответствующие прямым токам р-n пере хода. Эти токи попадут в стоковую цепь и транзистор работать не будет. Поэтому используется только напряжение подложки, соответствующее обратному смещению индуцированного и истокового р-n перехода. По полярности это будет - напряжение подложки противоположного знака по сравнению с напряжением стока. При приложении напряжения канал-подложка происходит расширение ОПЗ и увеличение заряда ионизованных акцепторов

.

(2.3.1)

Поскольку напряжение на затворе V_GS постоянно, то постоянен и заряд на затворе МДП транзистора Q_m . Следовательно, из уравнения электронейтральности вытекает, что если заряд акцепторов в слое обеднения Q_B вырос, заряд электронов в канале Q_n должен уменьшиться. С этой точки зрения подложка выступает как второй затвор МДП-транзистора, поскольку регулирует также сопротивление инверсионного канала между истоком и стоком.

При возрастании заряда акцепторов в слое обеднения возрастет и пороговое напряжение транзистора V_Т, как видно из (2.2.8). Изменение порогового напряжения будет

.

(2.3.2)

Рис. 2.3.1. Влияние напряжения смещения канал-подложка V_SS на проходные характеристики транзистора в области плавного канала V_DS = 0,1 В.

Рис. 2.3.2. Переходные характеристики МДП транзистора при нулевом напряжении смещения канал-подложка (сплошные линий) и при напряжении V_SS =-10В (пунктирные линии).

Поскольку смещение подложки приводит только к изменению порогового напряжения V_Т, то переходные характеристики МДП-транзистора при различных напряжениях подложки V_SS смещаются параллельно друг другу. На рис.2.3.1, 2.3.2 показан эффект влияния смещения подложки на проходные и переходные характеристики.