Podręcznik: Wpływ polaryzacji podłoża i rezystancji drenu i źródła

2. Charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystora MOS

2.4. Wpływ polaryzacji podłoża i rezystancji drenu i źródła

Polaryzacja źródło-podłoże

Zaporowa polaryzacja podłoża względem źródła powoduje rozszerzenie warstwy zaporowej tego złącza, a także obszaru zubożonego między obszarem neutralnym podłoża a kanałem. Przy stałej wartości napięcia na bramce oznacza to wzrost ładunku jonów domieszki w obszarze zubożonym kosztem ładunku swobodnych nośników w warstwie inwersyjnej. W konsekwencji przewodność kanału maleje.

Ilościowo efekt ten można opisać jako zmianę wartości napięcia progowego (2.19)wynikającą z przyrostu ładunku w warstwie zubożonej:

$U_{T}=U_{T0}+\Delta U_{T}=U_{T0}-\frac{\Delta Q_{B}}{C_{i}},$

(2.19)

gdzie U_T0 jest wartością napięcia progowego bez polaryzacji podłoża.

Napięcie U_SB (polaryzacji zaporowej) powoduje wzrost spadku napięcia na warstwie zubożonej w stosunku do wartości 2j_F odpowiadającej potencjałowi powierzchniowemu na granicy silnej inwersji. Korzystając ze wzoru Wqbxd można zapisać:

$Q_{B0}+\Delta Q_{B}=q(N_{d}-N_{a})\sqrt{-\frac{2\varepsilon (2\varphi _{F}+U_{SB})}{q(N_{d}-N_{a})}}=Q_{B0}\sqrt{\frac{2\varphi _{F}+U_{SB}}{2\varphi _{F}}},$

(2.20)

a zatem

$\Delta U_{T}=-\frac{Q_{B0}}{C_{i}}(\sqrt{\frac{2\varphi _{F}+U_{SB}}{2\varphi _{F}}}-1).$

(2.21)

Wynika stąd, że przyrost wartości napięcia progowego jest dodatni w przypadku podłoża typu p, a ujemny gdy podłoże jest typu n. Innymi słowy, zaporowe spolaryzowanie podłoża względem źródła powoduje wzrost bezwzględnej wartości napięcia progowego w tranzystorze z kanałem wzbogacanym.

Wpływ rezystancji źródła i drenu

Rezystancje obszarów źródła i drenu powodują redukcję wartości prądu drenu zarówno przez zmniejszenie polaryzacji bramki jak i drenu. Opis analityczny wpływu tych rezystancji pasożytniczych jest trudny, m. in. ze względu na zależność ich wartości od napięć polaryzujących tranzystor. Dla niewielkich wartości rezystancji ich wpływ można uwzględnić jako degradację ruchliwości nośników, dla większych należy go modelować przez uwzględnienie w schemacie elektrycznym na poziomie symulatora obwodu.