|||
Xie Meng-xian. (电子科大,成都市)
(1)限制半导体器件最高工作温度的主要因素:
因为半导体材料本身在温度升高到一定程度时都将要转变为本征半导体,这时p-n结也就失效了。而现有的半导体器件几乎都少不了p-n结(MOSFET也是如此),所以当p-n结失效时的温度,也就是半导体器件工作的最高温度。一般,掺杂浓度越高,器件的最高工作温度也就越高。
(2)限制半导体器件最高工作电压的主要因素:
主要是决定于p-n结的雪崩击穿电压。对于场效应晶体管,如果沟道穿通电压低于p-n结的雪崩击穿电压,则其最高工作电压由沟道穿通电压来决定。掺杂浓度越低,雪崩击穿电压就越高;但是沟道掺杂浓度越低,沟道穿通电压也就越低。
(3)限制半导体器件最高工作电流的主要因素:
对于BJT,主要是由于大电流时的Kirk效应(基区展宽效应)使电流放大系数下降所造成的限制(最大集电极电流=电流放大系数降低一半时的电流);减弱Kirk效应,即可适当增大最高工作电流。对于场效应晶体管,最高工作电流主要是决定于多数载流子通过沟道时的空间电荷效应的影响;掺杂浓度越高,器件的最高工作电流就越大。
(4)限制半导体器件最高工作频率的主要因素:
对于BJT,主要是p-n结的势垒电容和寄生电容与寄生电感的影响;通过降低掺杂浓度、减小p-n结面积来减小势垒电容。以及采用SOI等结构来降低寄生效应,即可提高最高工作频率。对于场效应晶体管,主要是沟道长度和栅-源电容以及栅-漏电容的影响(虽然栅-漏电容一般都比较小,但由于该电容是密勒电容,所以对最高工作频率的影响还是很大的);减短沟道长度、减小栅-源等电容和增大跨导,即可提高最高工作频率。
(5)限制半导体器件最高工作速度的主要因素:
对于BJT,主要是基区和集电区的少数载流子存储效应,使得其在开关工作时的下降时间增长,从而限制了工作速度。对于场效应晶体管,主要是本征延迟时间(主要决定于沟道长度)和负载延迟时间(主要决定于寄生电容)所造成的限制;缩短沟道、提高跨导、降低寄生电容,即可提高工作速度。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-5-10 18:29
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社