Курсовой проект Рындин / 9206_КР_Рындин

−

0 =

− =

При :

= 2

0 = −0[ з − 2 − мп] + √2 − п −

0 = 2 + мп − + √2 − п

0 0

Получим конечную формулу:

= − {0[ з − ( ) − мп] − √ ( ) − п + }

= − ; ( ) = 2 +

Для моделирования используются три модели:

1) Не учитывает зависимость длины канала от напряжения:

41

2) Учитывает зависимость длины канала от напряжения только при напряжениях на затворе больше порогового:

Для учета изменения длины канала при ≥ н введем эффектитивную длину канала:

3) Учитывает зависимость длины канала от напряжения для всех

участков ВАХ:

Текст программы и результаты метода:

clear all close all clc warning off const;

structure_transistor_mdp; Qd=0;

fiMP=0;

Up=0;

mun = 350;

mun = mun*1e-4; Lambda = 0.23*1e-6; L = 1*Lambda;

W= 4*Lambda; H_diel = 10 * 1e-9;

42

C0=eps0*eps/H_diel; Sx = 50;

Uz_L = 5;

Uc_L = 5;

U_z= 0:0.5:Uz_L;

U_c = 0:Uc_L/Sx:Uc_L; fi_f=ft*log(NA/ni); a=sqrt(2*eps0*eps*q*NA); U_porog = 1.4;

I_c = zeros(length(U_z),length(U_c)); for i=1:length(U_z)

U_n = U_z(i) - U_porog; for j=1:length(U_c)

if U_z(i) >= U_porog if U_c(j) <= U_n

I_c(i,j)=(mun*C0*W/L)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_c(j)-U_c(j)^2/2- (2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_c(j))^1.5-(2*fi_f)^1.5));

else

I_c(i,j)=(mun*C0*W/L)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_n-U_n^2/2- (2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_n)^1.5-(2*fi_f)^1.5));

end else

I_c(i,j)=0;

end

end

end subplot(1,2,1)

plot(U_c,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_c, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

subplot(1,2,2) plot(U_z,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_z, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

set(gcf, 'Position', [18.6000 239.4000 1.3928e+03 496]) print(gcf,'-djpeg','model_1')

for i=1:length(U_z)

U_n = U_z(i) - U_porog; for j=1:length(U_c)

Lef = L- sqrt(2*eps*eps0*(U_c(j) - U_n)/(q*NA)); if U_z(i) >= U_porog

if U_c(j) <= U_n I_c(i,j)=(mun*C0*W/L)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_c(j)-U_c(j)^2/2-

(2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_c(j))^1.5-(2*fi_f)^1.5)); else

I_c(i,j)=(mun*C0*W/Lef)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_n-U_n^2/2- (2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_n)^1.5-(2*fi_f)^1.5));

end else

I_c(i,j)=0;

end

end

end figure

subplot(1,2,1) plot(U_c,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_c, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

43

subplot(1,2,2) plot(U_z,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_z, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

set(gcf, 'Position', [18.6000 239.4000 1.3928e+03 496]) print(gcf,'-djpeg','model_2')

for i=1:length(U_z)

U_n = U_z(i) - U_porog; for j=1:length(U_c)

Lef = L- sqrt(2*eps*eps0*(U_c(j))/(q*NA)); if U_z(i) >= U_porog

if U_c(j) <= U_n I_c(i,j)=(mun*C0*W/Lef)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_c(j)-U_c(j)^2/2-

(2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_c(j))^1.5-(2*fi_f)^1.5)); else

I_c(i,j)=(mun*C0*W/Lef)*((U_z(i)-2*fi_f)*U_n-U_n^2/2- (2/3*a/C0)*((2*fi_f+U_n)^1.5-(2*fi_f)^1.5));

end else

I_c(i,j)=0;

end

end

end figure

subplot(1,2,1) plot(U_c,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_c, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

subplot(1,2,2) plot(U_z,I_c,'LineWidth',2) xlabel('V_z, v','FontSize',16) ylabel('I_c, A','FontSize',16) grid on

set(gcf, 'Position', [18.6000 239.4000 1.3928e+03 496])

print(gcf,'-djpeg','model_3')

Рис. 17. – Статические характеристики МДП-транзистора слева –

выходные; справа – передаточные.

44

Рис. 18. – Статические характеристики МДП-транзистора слева – выходные; справа – передаточные.

Рис. 19. – Статические характеристики МДП-транзистора слева – выходные; справа – передаточные.

45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были продемонстрированы знания принципов модельного описания элементов интегральных схем и навыков численного моделирования для их расчёта как отельных компонентов электронного устройства. Были изучены методы и принципы расчёта геометрических параметров интегральных транзисторов, а также написана программа,

способная по номиналу и отклонению номинала рассчитать длину и ширину резистора. Написана программа, способная рассчитать толщину и площадь конденсатора по заданным характеристикам отклонения различных параметров. Построено семейство ВАХ – статистические характеристики МДП-транзистора (выходные, передаточные).

46

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы (2002)

2.Виолина, Г.Н. Физика полупроводников. Учеб.пособие / Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2017.

47