›
›

Hướng dẫn ôn thi lý thuyết học kỳ II môn Vật lý bán dẫn - Năm học 2014-2015 - Hồ Trung Mỹ

Download
ĐHBK TP HCM–KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ  
GV: Hồ Trung Mỹ  
Hướng dẫn ôn thi LT môn Vật lý bán dẫn  
HK 2 – Năm học: 2014-2015  
Chú ý:  
Đề thi trắc nghiệm khoảng 50 câu  
Số đề: 4 đến 8  
Đề thi không cho sử dụng tài liệu  
Trọng tâm ôn thi của các chương như sau:  
Chương 4. Chuyển tiếp PN  
Chuyển tiếp PN  
o Kể tên 4 bước chính trong quá trình planar để chế tạo chuyển tiếp PN. Tác dụng của lớp SiO2 là gì?  
o Định nghĩa của chuyển tiếp PN loại bước (step), loại biến đổi đều (graded)  
o Sự tạo thành chuyển tiếp PN:  
Hình 4.1 (a) Các bán dẫn  
(được pha tạp chất đều) loại P  
và N trước khi tạo thành  
chuyển tiếp.  
(b) Điện trường trong miền  
nghèo (depletion region) và  
giản đồ dải năng lượng của  
chuyển tiếp p-n ở điều kiện cân  
bằng nhiệt  
Chuyển tiếp PN chưa có phân cực (với chuyển tiếp bước) (chuyển tiếp PN ở điều kiện cân bằng)  
o sự hình thành miền nghèo-chuyển động của hạt dẫn?  
o miền nghèo, miền trung hòa.  
Thế nội khuếch tán V (hay B ) hay rào thế  
Miền điện tích không gian (miền nghèo)  
N  
bi  
NAWP  
DWN  
A   
p0   
kT  
q
N
D
N
n
n
n0  
p
1
Vbi   
ln  
V ln  
VT ln  
n 2  
i
T
Vbi EmW  
p0  
p
n0  
2
Chú ý: Em là điện trường cực đại tại giao tiếp  
của P và N, W là bề rộng miền nghèo của  
chuyển tiếp PN, WP (còn gọi là xp) là bề rộng  
miền nghèo bên bán dẫn P và WN (còn gọi là  
xn) là bề rộng miền nghèo bên bán dẫn N, và s  
là hằng số điện môi của bán dẫn.  
2SVbi  
1
1
W WP WN   
q
NA ND  
qNDWN qNAWP  
Em   
S  
S  
Các phân cực có thể có ở chuyển tiếp PN  
Làm sao nhận biết chuyền tiếp PN đang ở tình trạng: không phân cực, phân cực thuận, hay phân cực  
ngược?  
Chuyển tiếp PN được phân cực thuận (forward bias) (với chuyển tiếp bước)  
o Phân cực thuận? (thế tại P > thế tại N).  
o Khi phân cực thuận tăng thì : miền nghèo giảm và điện trở miền nghèo giảm.  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 1/14  
2S (Vbi VF )  
1
1
W   
với Vbi > VF > 0 là điện áp thuận trên diode  
q
NA ND  
o Dòng điện thuận do các thành phần hạt dẫn nào tạo thành, đa số hay thiểu số?  
o Phương trình dòng điện qua chuyển tiếp PN được phân cực thuận:  
V
A
/V  
T
I
F
I  
0
1  
e
với I0 (còn được gọi là IS) là dòng điện bão hòa ngược và khi nhiệt độ tăng thì I0 tăng.  
(a) Chuyển tiếp PN với phân cực thuận  
(b) Chuyển tiếp PN với phân cực ngược  
Chuyển tiếp PN ở phân cực ngược (reverse bias) (với chuyển tiếp bước)  
o Phân cực ngược? (thế tại P < thế tại N).  
o Dòng điện ngược: IR I0 (khi nhiệt độ tăng thì I0 tăng)  
o Bề rộng miền nghèo tăng lên  
(với điện áp ngượcVR: VBR (điện áp đánh thủng) > VR > 0, điện áp đặt vào diode là VA= –VR)  
2S (Vbi VR )  
1
1
W   
q
NA ND  
Dòng điện sinh tái hợp  
Dòng điện tái hợp thắng thế ở phân cực thuận thấp và dòng điện khuếch tán thắng thế ở phân cực thuận  
cao hơn.  
V
A
/V  
T
I
F
I  
0
1  
e
với là hệ số lý tưởng (hệ số phát xạ) có trị từ 1 đến 2 tùy theo vật liệu chế tạo, thí dụ với Ge là 1, với Si là  
1.1 hoặc từ 1.2 đến 2  
o xem hình 4.4 các độ dốc khác nhau do cái gì ảnh hưởng?  
o tác động của đến đặc tuyến I-V như thế nào?  
Hình 4.4 Dòng diode dạng  
semilog ( ln I = f(V) ) ở phân cực  
thuận  
(Với e=điện tích điện tử; kB=hằng  
số Boltzmann; rS= điện trở khối)).  
Điện trở vật liệu khối RS  
(VAIF RS )/VT  
IF I0  
1  
e
tác động của RS đến đặc tuyến I-V như thế nào?  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 2/14  
Điện dung miền nghèo của chuyển tiếp PN  
Xét chuyển tiếp PN với phân cực ngược (VA= –VR < 0): hình thành điện dung miền nghèo.  
Điện dung miền nghèo trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang Cdep (F/cm2) (còn gọi là Cj):  
2S (Vbi VR )  
1
1
S  
W
Cdep  
với W   
q
NA ND  
khi áp ngược VR tăng thì Cdep giảm và ngược lại. Người ta ứng dụng hiệu ứng này để chế tạo diode  
biến dung (varicap hay varactor).  
Các mô hình diode: (chưa kể đến vùng đánh thủng)  
Mô hình diode tín hiệu nhỏ với tần số thấp:  
Phân cực với  
VDQ < VON  
VDQ VON  
Mạch tương đương  
với rd là điện trở AC của diode  
rr điện trở ngược > 10 M  
Chú ý với tần số cao thì có thêm điện dung song song.  
Điện trở động rD và điện trở tĩnh RD của diode  
o Điện trở động rD hay rd (còn gọi là điện trở AC)  
dV kT  
D
V
T
V
T
r
D
(ở T=300oK thì rD 0.025V/ID)  
Q
dI  
D
ID  
IQ  
qI  
với VD, ID là áp và dòng qua diode, IQ là ID ở điểm làm việc Q.  
o Điện trở tĩnh RD (còn gọi là điện trở DC): RD=VD/ID=VQ/IQ  
Điện dung chuyển tiếp PN  
o với phân cực ngược: có điện dung chuyển tiếp CJ [F] (J=junction=chuyển tiếp) )  
S A  
CJ A.Cdep  
W
với A: diện tích mặt cắt ngang; S hằng số điện môi bán dẫn; W: bề rộng miền nghèo.  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 3/14  
IDT  
VT  
o với phân cực thuận: có điện dung khuếch tán CD [F]: CD   
với T là thời gian đi qua diode (còn gọi là thời gian chuyển tiếp [T=transit])  
Hình 4.6 Điện dung của diode chuyển tiếp PN với phân cực ngược VA = –VR ( chú ý : V0=Vbi)  
Các loại diode khác  
o Diode chỉnh lưu: diode tiếp xúc PN thông thường  
- chỉnh lưu: cho dòng điện đi qua 1 chiều (từ anode sang cathode)  
- thường thì có điện áp đánh thủng lớn.  
o Diode ổn áp (còn gọi là diode Zener)  
- Sử dụng hiệu ứng đánh thủng Zener và/hoặc hiệu ứng đánh thủng thác lũ.  
- Xem lại ảnh hưởng của nhiệt độ? Với điện áp đánh thủng VBR= –VZ (với VZ>0) thì TCVZ < 0 với  
đánh thủng Zener và TCVZ >0 với đánh thủng thác lũ.  
o Diode biến dung (varicap hay varactor)  
- ứng dụng điện dung tiếp xúc CJ = f(VR), khi VR tăng thì CJ giảm (phân cực ngược VA = –VR < 0)  
(xem hình 4.6).  
Hình 4.7 Mô hình diode Zener với phân cực ngược VR > VZ0  
o Diode Schottky  
- tạo từ tiếp xúc M-S (M=Metal=kim loại và S=Semiconductor=bán dẫn), thí dụ M là platinum và  
S là bán dẫn loại N hình thành diode Schottky với Anode bên M và cathode bên S.  
- Hãy kể thêm các kim loại khác ngoài Platinum?  
- có rào thế nhỏ ( ~ từ 0.2V đến 0.3V)  
- hoạt động tắt/dẫn ở tốc độ chuyển mạch cao.  
Các ứng dụng của diode  
o Mạch chỉnh lưu: bán kỳ, toàn sóng, và chỉnh lưu. Sơ đồ và các công thức  
o Mạch lọc sóng gợn bằng tụ. Cách tính tụ với các mạch chỉnh lưu đi với mạch lọc.  
o Mạch xén dùng diode thường và Zener.  
o Mạch ổn áp dùng diode Zener.  
o . . .  
Chương 5. BJT (TRANSISTOR TIẾP XÚC LƯỠNG CỰC)  
Tại sao có tên gọi lưỡng cực? tiếp xúc (hay chuyển tiếp hay mối nối)?  
Cấu tạo BJT loại NPN và loại PNP.Ký hiệu jE, jC. Nồng độ tạp chất của các miền?  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 4/14  
Hình 5.1 Ký hiệu của hai loại BJT: (a) PNP và (b) NPN.  
Ở ký hiệu BJT thì mũi tên ở cực E có ý nghĩa gì?  
Các dòng điện trong BJT ở chế độ tích cực [thuận]:  
Dòng điện rĩ (rò) ICBO (dòng từ C đến B với E hở mạch) và ICEO (dòng từ C đến E với B hở mạch) trong  
BJT (nhiệt độ tăng dẫn đến dòng rĩ tăng)  
o cấu hình CB: IC = IE + ICBO  
o cấu hình CE: IC = IB + ICEO với ICEO = ICBO/(1-)  
Hệ số vận chuyển miền nền B, hiệu suất cực phát E? Chúng phụ thuộc như thế nào với các tham số của  
BJT (nồng độ tạp chất, bề rộng miền nền)?  
BJT tốt có B, E tiến gần tới 1.  
o Hiệu suất cực phát E  
với  
pe0 = ni2/NDE  
;
nb0 = ni2/NAB ; WB = bề rộng miền nền  
DE = hệ số khuếch tán của hạt dẫn thiểu số tại E = Dp  
DB = hệ số khuếch tán của hạt dẫn thiểu số tại B = Dn  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 5/14  
LE = chiều dài khuếch tán của hạt dẫn thiểu số tại E= Lp  
Thay các biểu thức trên vào e , ta có dạng biểu diễn khác của e như sau:  
Dp  
NAB  
WB  
e 1  
NDE Dn Lp  
o Hệ số vận chuyển miền nền B  
2  
1 WBn  
B 1  
2 LB  
với  
WBn= bề rộng miền nền phần trung hòa WB  
LB = chiều dài khuếch tán của hạt dẫn thiểu số tại B = Ln  
độ lợi dòng điện cực nền chung = B.E = IC/IE  
độ lợi dòng điện cực phát chung = / (1– ) = IC/IB  
o cao cần: tốc độ tái hợp thấp ở miền nền và thời gian chuyển tiếp (đi qua) ngắn ở miền nền  
o phụ thuộc vào IC và nhiệt độ.  
o DC : dc = IC/IB với IC, IB là dòng DC  
o AC: ac = IC/IB với IC, IB là sự thay đổi của IC, IB do dòng tín hiệu AC  
Các chế độ làm việc (chế độ hoạt động) của BJT và đặc điểm của chúng:  
Chú ý:  
o Với BJT NPN Si thì VON = 0.7V, VBEsat = 0.7–0.8V, và VCEsat 0.2V.  
o R là ở chế độ tích cực ngược.  
o SV tự suy ra cách nhận biết với BJT PNP.  
Mô hình tín hiệu lớn của BJT (TD: xét BJT Si loại NPN)  
a) Tích cực  
b) Bão hòa  
c) Tắt  
(hay Tích cực thuận)  
(VBE,sat=0.7V 0.8V)  
Hình 5.2 Mô hình tín hiệu lớn của BJT SI loại NPN trong các chế độ hoạt động khác nhau  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 6/14  
Các cấu hình mắc BJT: (Như 1 mạng 4 cực với: Bên trái là mạch vào và Bên phải là mạch ra)  
a) CB = Common Base =B chung b) CE=Common Emitter=E chung c) CC=Common collector=C chung  
Hình 5.3 Các cách mắc BJT NPN trong mạch  
Hãy nêu đặc điểm của các cách mắc với ứng dụng khóa điện tử và mạch khuếch đại?  
Phương trình các dòng điện trong BJT NPN ở chế độ tích cực thuận:  
Dòng [điện ở cực] thu IC  
Dòng [điện ở cực] nền IB  
Dòng [điện ở cực] phát IE  
VBE  
VBE  
VBE  
VBE  
IC IS  
IE  
IC IS  
IB   
e V  
IC I e V 1 I e V IB IE  
T
T
T
T
IE   
e V 1 I  
S   
B
S
1  
qAE Dnni2  
NAWBn  
với IS là dòng bão hòa: IS   
trong đó AE là diện tích mặt cắt ngang tại miền phát, NA là nồng độ tạp chất Acceptor tại miền nền và WBn là  
bề rộng phần trung hòa trong miền nền.  
Các Đặc tuyến Volt-Ampere của BJT (còn gọi là các đặc tuyến I-V)  
a) Đặc tuyến vào  
b) Đặc tuyến ra  
Hình 5.4 Các đặc tuyến vào và ra của BJT NPN mắc CE  
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các đặc tuyến của BJT (TD với BJT NPN)  
Điều chế miền nền: Xét BJT NPN phân cực ở chế độ tích cực [thuận] (khuếch đại), nếu VCE tăng bề  
rộng hiệu dụng của miền nền giảm dòng IC tăng. Nghĩa là bề rộng miền nền bị thay đổi (điều chế) khi  
điện áp VCE thay đổi.  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 7/14  
Điện áp Early VA: giá trị điện áp tại điểm nằm trên trục hoành mà mọi đường cong IC theo VCE (ở phần  
khuếch đại) đều đi qua điểm này.  
Độ dốc tại điểm làm việc Q:  
dI  
C
I
CQ  
I
CQ  
(nếu VA >> VCEQ)  
dVCE  
V
CEQ V  
A
V
A
Khi đó dòng IC:  
VBE  
VCE  
VA  
IC ISe V 1  
T
Điện áp đánh thủng BVCBO , BVCEO  
o CB: BVCBO không bị ảnh hưởng bởi IE.  
o CE: BVCEO bị ảnh hưởng bởi IB (IB tăng thì BVCEO giảm)  
Hình 5.5 Một thí dụ về đánh thủng ở BJT  
Khóa điện tử dùng BJT : Khóa mở với BJT tắt (OFF) – Khóa đóng với BJT bão hòa (ON)  
a) Khóa điện tử dùng BJT NPN  
b) Khóa điện tử dùng BJT PNP  
Do điện tích chứa tại JC khi bão hòa nên giảm tốc độ chuyển mạch của BJT khi chuyển từ bão hòa  
sang tắt. VP  
Transistor Schottky:  
Cấu tạo  
Mạch tương đương  
Ký hiệu  
Đặc điểm  
Giảm điện tích chứa  
tại JC khi BJT bão hòa  
vì diode Schottky có  
VON nhỏ hơn VON của  
chuyển tiếp PN.  
Tăng tốc độ chuyển  
mạch  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 8/14  
Mô hình tín hiệu nhỏ của BJT (tần số trung bình)  
(a) Mô hình (mắc CE)  
(b) Mô hình T (nếu không bỏ qua ro được thì sẽ có điện trở ro nối từ C đến E)  
Mô hình tần số cao của BJT ở chế độ tích cực: (C=Cbe, C=Cbc)  
Tần số cắt fT (khi đó ac =1)  
1
gm  
fT f  
0 f  
2ec  
2C C  
  
Với ec là thời gian điện tử đi từ E đến C với BJT NPN mắc CB ở chế độ tích cực, fvà flà các tần số mà ở  
đó ac và ac giảm đi 2 so với trị số ở tần số thấp, và 0 (dc=hFE) là giá trị của ac ở tần số thấp.  
Mô hình tham số h. Các tham số h cho BJT cấu hình CE:  
vBE  
vbe  
ib  
VT  
VT  
h r r   
acre'   
  
ie  
be  
i  
B
IEQ  
ICQ  
VCE  
vCE0  
i  
i  
C
ic  
ib  
hfe ac   
gmh  
ie  
B
VCE  
vCE0  
ICQ  
1
gm   
VT  
r'  
e
VA V  
1
vCE  
vce  
ic  
VA  
CEQ  
r rO   
(nếu VA >> VCEQ)  
c
hoe i  
C
ICQ  
ICQ  
IB  
i
B0  
Chú ý: dc = hFE = IC/IB ; ac = hfe = ic/ib (ở tần số thấp và trung bình: ac dc=)  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 9/14  
Gương dòng điện (Current mirror)  
Mạch  
Điều kiện để là nguồn dòng  
Phương trình  
Dòng hằng qua tải:  
1. Q1 và Q2 có đặc tính giống nhau  
2. Q1 (được mắc như diode) và Q2  
luôn ở chế độ tích cực thuận (dẫn  
đến có giới hạn với điện trở tải RL)  
IR  
IOUT  
2
1  
với dòng chuẩn IR:  
Chú ý: VCC và VEE > 0  
VCC VEE VBE  
IR   
R
Giới hạn của tải RL là  
VCC VEE VCE,sat  
0 RL   
IOUT  
Thyristor: là dụng cụ công suất quan trọng, được thiết kế để xử lý điện áp cao và dòng điện lớn.  
o Diode 4 lớp p-n-p-n  
Cấu tạo  
Đặc tuyến dòng-áp của diode p-n-p-n  
o SCR (Silicon Controlled Rectifier)  
Cấu tạo của SCR  
Ký hiệu  
Đặc tuyến dòng-áp của SCR  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 10/14  
Chương 7. MOSFET  
MOSFET có cách lý giữa cổng và kênh dẫn bằng lớp cách điện, thành phần cơ bản là kim loại (M=Metal), lớp  
cách điện SiO2 (O=Oxide), và bán dẫn (S=semiconductor).  
Các tên gọi khác của MOSFET là MISFET (Metal-Insulator-Semiconductor), IGFET (Insulated Gate FET).  
Nguyên tắc hoạt động của FET là dòng hạt dẫn từ nguồn điện máng được điều khiển bằng điện áp cổng hay  
điện trường cổng. Điện trường này làm cảm ứng điện tích trong bán dẫn ở giao tiếp bán dẫn-oxide.  
Cấu trúc của MOSFET  
MOSFET loại giàu  
MOSFET loại nghèo  
(còn gọi là MOSFET kênh dẫn chưa lắp sẵn)  
(còn gọi là MOSFET kênh dẫn lắp sẵn)  
Ký hiệu của EMOS:  
N-EMOS  
P-EMOS  
Mô tả định tính hoạt động của N-EMOS  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 11/14  
Các chế độ phân cực cho tụ MOS trong N-EMOS  
Có 3 chế độ phân cực quan trọng cho tụ MOS:  
o Tích lũy lỗ (Hole Accumulation): khi phân cực âm giữa kim loại và bán dẫn (VGS < VFB < 0, VFB là  
điện áp dải phẳng), tại giao tiếp giữa bán dẫn và cách điện sẽ có tích lũy lỗ.  
o Nghèo (Depletion): khi phân cực dương giữa kim loại và bán dẫn (VFB < VGS < VTN, VTN > 0), tại  
giao tiếp giữa bán dẫn và cách điện sẽ các lỗ bị đẩy xuống dưới hình thành miền nghèo.  
o Đảo ngược (Inversion): khi phân cực dương giá trị đủ lớn giữa kim loại và bán dẫn (VGS > VTN),  
các điện tử được hút vào miền gần giao tiếp giữa bán dẫn và chất cách điện, do đó hình thành nên kênh  
dẫn điện tử (kênh N) trong bán dẫn P.  
Cấu trúc N-EMOS  
Vật liệu dùng cho bản cực dẫn điện thường dùng Silicon đa tinh thể được pha tạp chất rất nhiều (còn được gọi  
là polysilicon hay polySi hay poly). Vật liệu cách điện thông thường là SiO2. Để tối thiểu hóa dòng điện giữa  
miền thân và miền S(source)/D(drain) người ta thường nối miền thân với cực nguồn.  
Sự tạo thành kênh dẫn trong N-EMOS  
Sự tạo thành kênh dẫn N  
Sự ảnh hưởng của chiều dài kênh dẫn L và  
chiều rộng kênh dẫn W  
MOSFET được gọi là MOSFET kênh ngắn  
khi L < 1m, trong IC người ta thường dùng  
MOSFET kênh ngắn.  
MOSFET được gọi là MOSFET kênh dài khi  
L > 1m  
Các miền hoạt động của N-EMOS với VGS > VTN  
Miền tuyến tính (miền Ohm hay miền triode)  
(VDS < VDS,sat=VGS–VTN)  
Miền bão hòa (hay miền tích cực)  
(VDS VDS,sat=VGS–VTN)  
Ở cạnh miền bão hòa VDS=VDS,sat  
Ở miền bão hòa VDS VDS,sat  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 12/14  
Khi VDS nhỏ (có thể hoán đổi D và S) thì có thể xem  
như điện trở được điều khiển bằng áp (VGS3> VGS2  
>
VGS1>VTN)  
Khi VDS tăng, điểm nghẹt di chuyển về phía cực nguồn  
Đặc tuyến ra  
Đặc tuyến truyền đạt và đặc tuyến ra của N-EMOS  
Đặc tuyến truyền đạt  
BVDSS= điện áp đánh thủng giữa DS khi ngắn mạch ở cổng  
Các phương trình dòng điện máng ID trong N-EMOS  
VGS VTN : miền tắt ID=0  
VGS > VTN : (VDS,sat = VGS – VTN )  
o 0 < VDS < VDS,sat : miền tuyến tính (còn gọi là miền Ohm, miền điện trở hay miền triode)  
W
L
V 2  
DS   
ID nCox  
V V V   
TN   
GS  
DS  
2
với n là độ linh động điện tử và Cox là điện dung lớp cách điện trên 1 đơn vị diện tích.  
Nếu VDS 2 V V  
TN   
thì ID là hàm tuyến tính theo VDS: (có thể hoán đổi D và S)  
GS  
W
ID nCox  
V V  
TN   
V
DS  
GS  
L
1
Khi đó MOSFET tương đương với điện trở RDS (RON hay RDS,ON):  
RDS  
W
nCox  
V V  
TN   
GS  
L
1
W
2
o
VDS VDS,sat = VGS –VTN : miền bão hòa (còn gọi là miền tích cực) với ID nCox  
V V  
TN   
GS  
2
L
Người ta thường ứng dụng miền tắt và tuyến tính cho MOSFET làm khóa điện tử, và miền bão hòa cho  
MOSFET làm phần tử khuếch đại tín hiệu hoặc làm nguồn dòng.  
Một số đặc tính không lý tưởng của MOSFET (Xét N-EMOS ở miền bão hòa)  
o Điều chế chiều dài kênh dẫn: tương tự hiệu ứng Early trong BJT, khi tăng VDS thì điểm nghẹt dịch  
chuyển về miền nguồn, dẫn đến chiều dài kênh dẫn hiệu dụng nhỏ hơn hay dòng ID tăng lên. Khi đó  
phương trình dòng điện máng có dạng  
1
W
1
2
ID nCox  
V V  
1V  
DS   
với   
và VA là điện áp Early  
TN    
GS  
2
L
VA  
o Hiệu ứng thân: khi tăng VSB làm điện áp ngưỡng VTN tăng ảnh hưởng đặc tuyến I-V.  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 13/14  
o Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi T tăng VTN và độ linh động giảm dòng ID giảm  
o Sự bão hòa vận tốc: khi kích thước transistor giảm, độ dày làm oxide mỏng hơn vận tốc điện tử  
1
W
bão hòa và lúc phương trình dòng ID: ID nCox  
V V  
TN   
với =12, tùy theo công nghệ.  
GS  
2
L
Mô hình tín hiệu lớn của N-EMOS (dùng để phân tích tổng quát hay tính điểm tĩnh)  
Mô hình tín hiệu nhỏ của N-EMOS (khi N-EMOS làm việc ở miền bão hòa và v 0.2 V V  
TN   
)
gs  
GS  
Mô hình T  
Tần số cao  
Mô hình   
Hỗ dẫn gm:  
dID  
id  
W
gm   
nCox  
V VTN  
GS  
gm  
dVGS  
vgs  
L
Tần số cắt fT   
Q
2C C  
gd   
gs  
Điện trở ra ro:  
VA VDSQ  
VDS  
ID  
vds  
VA  
r   
o
id  
IDQ  
IDQ  
Q
o Các cách mắc MOSFET: CS, CD và CG.  
o Các ứng dụng tiêu biểu của MOSFET là khóa analog, điện trở được điều khiển bằng áp, nguồn dòng  
và phần tử khuếch đại tín hiệu trong mạch khuếch đại.  
Tóm tắt quan hệ dòng-áp của MOSFET  
NMOS  
Miền tắt (VGS VTN): ID = 0  
Miền triode (VGS > VTN và 0 VDS < VDS,sat  
PMOS  
Miền tắt (VGS VTP): ID = 0  
Miền triode (VGS < VTP và 0 VDS > VDS,sat  
)
)
V 2  
V 2  
W
L
W
L
DS   
DS   
ID Kn V V V   
TN   
với  
ID Kp V V V   
TP   
với  
Kp pCox  
Kn nCox  
GS  
DS  
GS  
DS  
2
2
Miền bão hòa (VGS > VTN và VDS VDS,sat  
)
Miền bão hòa (VGS < VTP và VDS VDS,sat)  
Kn  
2
Kp  
2
ID   
V V  
TN   
ID   
V V  
TP   
GS  
GS  
2
2
g K VGSQ VTN 2K I  
n   
g  K VGSQ VTP 2K I  
m
n DQ  
p
  
m
p DQ  
Điểm chuyển tiếp VDS,sat = VGS – VTN  
Loại giàu: VTN > 0  
Loại nghèo: VTN < 0  
Điểm chuyển tiếp VDS,sat = VGS – VTP  
Loại giàu: VTP < 0  
Loại nghèo: VTP > 0  
HD ôn thi-VLBD-AY1415-S2–Trang 14/14  
pdf 14 trang myanh 21120 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Hướng dẫn ôn thi lý thuyết học kỳ II môn Vật lý bán dẫn - Năm học 2014-2015 - Hồ Trung Mỹ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfhuong_dan_on_thi_ly_thuyet_hoc_ky_ii_mon_vat_ly_ban_dan_nam.pdf