Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
Chương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội xác định các hạt tải điện tự do. Các hạt tải này phân bô đồng đêu trong toàn bộ mẫu. Nhưng nếu dạt mẫu trong một điện trường thì các hạt tải tự do này sẽ chịu tác động của điện trường. Kết qua là nồng độ hạt tái, thậm chí cả loại hạt tai của lóp bề mặt sẽ thay đối so với toàn bộ khôi. Độ dẫn điện củ Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội a lớp bê' mặt này do vậy sẽ thay đổi, phụ thuộc vào chiểu và độ lớn cùa điện trường đặt vào mầu. Người ta gọi hiện tượng thay doi độ dân điện bê mặt cVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
ua mau bán dẫn dưới tác dụng của điện trường vuông góc dặt vào mầu là hiệu ứng trường.Ta có thê giải thích hiệu ứng này dựa trên giản đồ năng lượng củChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội tiếp xúc giửa chúng bằng 0. Vì hệ ở trạng thái cân bàng nhiệt dộng học nên mức Fermi ở các phần của hệ bằng nhau. Cấu trúc này117có thê coi như một tụ điện vói các bản cực một bên là kirr. loại và một bên chất bán dần loại N (hìnhõ.la).Hỉnh 5.1Ảnh hưởng của điện trường ngoài đến cấu trúc MDS(a)Trạng Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội thái cân bằng(b)Điện trường làm tâng độ dẫn(c)Điện trường tạo thành lớp đảo loại dẫnKhi đặt điện thê VG theo chiều (+) vào bản cực kim loại thì trênVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
bê mặt phân cách giữa D và s sẽ xuất hiện các điện tích âm do cảm ứng (hìnhõ.lb). Trong chất điện môi không có các hạt tải linh động. Vì vậy, điện trưChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội bô' hạt tải này tạo ra trên bề mặt chất bán dẫn một điện trường hưởng ngược với điện trường ngoài. Điện trường này làm thay đổi thế nảng của điện tử ở bế mặt và làm cho vùng năng lượng bị bẻ cong. Nồng độ điện tử trên bề mặt tàng lên làm cho độ dẫn bê mặt của bán dẫn tăng lên, tạo ra 118một kênh dẫn Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội trên bê mặt mà điện trớ cùa nó phụ thuộc vào cường độ điện trường ngoài.Khi đáo chiếu điện trường, trên bế mặt cùa bán dan tiếp giáp vói lóp diện môiVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
lại cảm ứng các diện tích dương. Thê náng cua diện tứ trên bế mặt tăng lên và vùng năng lượng cong lên trên. Điều này có nghĩa là nồng độ diện tử (hạChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội t lớp dẫn loại p trên bề mặt vật liệu loại N. Lúc này tạo thành một kênh dẫn loại p trên bế mặt của chát bán dẫn loại N (hình 5.1c). Đây là hiện tượng đảo độ dẫn điện.Hiện tượng dẫn bề mật gây bởi hiệu ứng trường có những đặc diêm chủ yếu sau:■Nồng dộ hạt tài thay đôi theo chiếu sâu.■Độ linh động củ Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội a hạt tải khác nhiều giá trị của độ linh động trong vật liệu khối do hiện tượng tán xạ bề mật. Nhất là khi chiều dày của kênh dẫn nhỏ hơn hoặc tương đVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
ương với quãng chạy tự do trung bình của hạt tải. Kênh dẫn điện càng mỏng, độ linh động của hạt tải điện càng nhỏ.Độ dẫn điện của kênh được xác định bChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội ng của kênh, l là chiêu dài của kênh. ỊẰcff là độ linh động hiệu dung của hạt tải. Độ dan của toàn kênh vời chiểu dày LU là:(5.2)0Như vậy, tuỳ theo chiêu và độ lớn cùa điện trường vuông góc ta có thê thay đổi dược dộ dẫn điện, thậm chí cả loại dẫn của lớp bề mật bán dẫn tiếp giáp VỚI lốp diện mói. D Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội ựa trên nguyên lý này, người ta đã chê tạo ra một chủng loại linh kiện gọi Là transistor trường. Dây là một chủng loại linh kiện diện tử tích cực có kVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
hả nàng khuếch dại tín hiệu như transistor lưỡng cực nhưng hoạt dộng không phải do sự điều khiên bàng dòng diện mà bàng diện trường có tác dụng làm thChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội ếp PN (JFET)5.2.1 Câu tạo và nguyên lý hoạt độngCơ chê diều khiên kích thước kênh dẫn diện dược sử dụng trong transistor trường chứa chuyển tiêp PN (JFET - Junction Field Effect Transistor). Cấu tạo của transistor trường JFET gồm một thỏi bán dẫn tạp chất với hai dầu là tiếp xúc Ohmic (tiếp xúc khôn Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội g chỉnh lưu). () giừa của thói dược pha tạp khác loại để tạo thành chuyển tiếp PN. Hai diện cực ờ hai đáu thói là120cực nguồn (Source) và cực máng (DrVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
ain). Cực giữa có chuyển tiêp PN lã cực cong (Gate). Transistor trường có cấu trúc (lôi xứng. Hai cục s va I) có thê dối chỗ cho nhau. Chuyến tiếp PN Chương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng x Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội qua một kênh dan dược giới hạn bởi không gian cua chuyển tiếp PN và cạnh bên cúa thoi bán dẫn này (xem hình 5.2 a).Khi đặt diện thê ngược v<; lên chuyên tiêp PN, vùng nghèo hạt tài dược mó rộng làm cho kênh dẫn hẹp lại. Diện trô kênh dẫn tăng lên làm cho dòng diện di qua hai cực DS giâm xuống. Như Vật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội vậy, bằng cách thay dổi vo ta có thể điêu khiến được dòng diện chạy qua kênh dẫn. đó cũng chính là dòng mạch ngoài /|). Khác với transistor lường cựcVật lý linh kiện và sensor bán dẫn phần 2 nxb đại học quốc gia hà nội
bipolar, transistor trường JFET dược diếu khiên bằng diện thê ngược dật 0 cực cửa G. Dòng cực cứa coi như bang 0 vì là dỏng ngược của chuyển tiếp PN. Chương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng xChương 5Transistor trường5.1 Hiệu ứng trường và độ dẩn bể mặtNhư chúng ta đã biết, ở nhiệt độ thòng thường trong chất bán dẫn luôn tồn tại một lượng xGọi ngay
Chat zalo
Facebook