Зарядовые явления в структурах металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) в составе IGBT - файл n1.doc

Зарядовые явления в структурах металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) в составе IGBT
скачать (2519 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2519kb.02.11.2012 21:05скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

1.3.Ёмкость ОПЗ.

Поскольку заряд в ОПЗ QSC является функцией поверхностного потенциала ?S (то есть заряд в ОПЗ зависит от падения потенциала в ОПЗ), то ОПЗ ведёт себя как ёмкость, и поэтому можно ввести величину:
,
(28)
которую назовём дифференциальной поверхностной ёмкостью ОПЗ. Используя общее выражение для QSC (26), можно получить:
,
(29)
Данную форму записи можно трансформировать в формулу, где используется объемный электростатический потенциал:
(30)
Анализ зависимости можно провести, рассматривая поочередно характерные интервалы изменения .
  1. Область обогащения ().
    При вариации
    изменение в этой области связанно с изменением заряда свободных дырок и носит название ёмкость дырок . Зависит от и быстро возрастает с его ростом.
    (31)
  2. Область обеднения и слабой инверсии (0 < < 2).
    Как следует из ранее приведённого анализа для
    , заряд в этой области обусловлен ионизированной примесью (акцепторами).
,
(32)
где W - ширина ОПЗ в режиме обеднения.. Максимальное значение достигает (как следует из анализа) при = 2.
,
(33)
и ему соответствует значение
,
(34)
Из анализа (29) следует, что в этой области слабо () зависит от , несколько уменьшается с ростом и по существу представляет собой ёмкость плоского конденсатора с расстоянием между обкладками W и диэлектрической проницаемостью .
  1. Ёмкость плоских зон соответствует ситуации, когда
    Непосредственная подстановка в соотношение для приводит к неопределённости типа 0/0. Для анализа этой неопределённости необходимо провести разложение экспоненты в ряд МакЛорена:


,
.
(35)
Тогда для – ёмкость плоских зон .
Формально ёмкость в точке плоских зон равна ёмкости плоского конденсатора с расстоянием между обкладками равной дебаевской длине экранирования.
  1. Область сильной инверсии ( >2).
    Изменение заряда в ОПЗ при вариации
    связанно с изменением заряда электронов в инверсионном слое и при больших по величине (>>2) будет
,
(36)
где – ёмкость свободных электронов.
Анализ в различных областях показывает, что наиболее резкий рост с ростом наблюдается в областях обогащения и сильной инверсии, то есть тогда, когда ёмкость определяется концентрацией подвижных носителей и относительно слабо меняется при промежуточных значениях .
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации