Модель измерения заряда переключения МОП-транзистора | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 13 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №20 (258) май 2019 г.

Дата публикации: 16.05.2019

Статья просмотрена: 133 раза

Библиографическое описание:

Калинушкин, Д. О. Модель измерения заряда переключения МОП-транзистора / Д. О. Калинушкин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 20 (258). — С. 104-107. — URL: https://moluch.ru/archive/258/59081/ (дата обращения: 31.05.2020).



Статья посвящена разработке модели измерения заряда переключения МОП-транзисторов, с дальнейшим использованием при создании стенда измерения параметров полевых транзисторов.

Ключевые слова: МОП-транзистор, заряд затвор — исток, заряд затвор — сток, ток стока, временные интервалы.

Современный рынок электроники — это сложнейшая система взаимоотношений производителей и потребителей, продавцов и покупателей. Одной из больших проблем является появление на нем подделок МДП-транзисторов. Поэтому актуальной задачей является входной контроль основных параметров этих полупроводниковых приборов. Таким параметром является заряд переключения.

Полный заряд затвора имеет две составляющих: заряд затвор — исток и заряд затвор — сток (часто называемый зарядом Миллера). Ток стока может быть получен от источника напряжения величиной 0,8хVds с последовательным резистором соответствующей величины. Импульс, подаваемый на затвор, должен быть достаточной длительности, чтобы гарантировать полное включение полевого транзистора. Он может быть получен от генератора, работающего при малом коэффициенте заполнения [2]. На рис. 1 показана схема измерения заряда переключения и форма сигнала при проведении анализа.

Рис. 1. Схема измерения заряда переключения ПТ

Из соотношения Θ = i, были получены следующие формулы для расчета заряда (1):

, , , (1)

где Qg полный заряд затвора, Qgs заряд затвор-исток, Qgd заряд затвор-сток.

Значение Qg определяется по уровню напряжения равному 10В, а значение Qgd вычисляется как разница между временными интервалами, так называемой “полки”. Заряд затвор-исток (Qgs) равен разнице между значением Qg и Qgd [1].

Для проверки работоспособности построенной модели была выбрана программа Proteus 7.10. В качестве исследуемой модели транзистора был выбран IRF630, характеристики которого представлены в табл. 1.

Таблица 1

Параметры транзистора IRF630

Параметр

Рекомендованное значение, nC

Qg

До 37

Qgs

7,2

Qgd

11

На рис. 2 представлена модель измерения заряда переключения МДП-транзистора. Моделируется работа АЦП на микросхеме AD7322, которая пересылает данные по SPI шине. На затвор подается постоянный ток 1,5 mA, а на сток напряжение равное 100 В. В качестве исследуемого транзистора был выбран IRF630

Рис. 2. Схема измерения заряда переключения полевого транзистора

На рис. 3 представлена временная диаграмма заряда переключения транзистора IRF630.

document

Рис. 3. График заряда переключения IR630

По построенному графику определяются доверительные временные интервалы, после чего измеренные значения подставляются в формулы и вычисляются заряда затвор-исток, заряд затвор-сток и полный заряд затвора. Полученные результаты представлены в табл.2 и входят в доверительные интервалы, соответствующие значениям из рабочей документации (в таблице указаны максимальные значения).

Таблица 2

Экспериментальные идокументационные параметры IRF530

Параметр

Рекомендованное значение, nC

Измеренное значение, nC

Qg

До 37

9

Qgs

7,2

7,2

Qgd

11

1,8

Вывод

Исследование показало, что с помощью модели можно измерять заряд переключения полевого транзистора. Главными достоинствами можно назвать простоту автоматизации измерений и использование при контроле входных параметров МОП-транзисторов на производстве. Другим достоинством можно назвать возможность выявления недоработок самих моделей транзисторов в SPICE — системах.

Литература:

  1. А. И. Колпаков В лабиринте силовой электроники (Сборник статей) — СПб: «Издательство Буковского», 2000. — 96 с.: ил.
  2. Измерение характеристик МОП-транзистора. International Rectifier. AN-975B.
Основные термины (генерируются автоматически): полевой транзистор, полный заряд затвора, схема измерения заряда переключения, заряд, затвор, рекомендованное значение, ток стока, заряд переключения, SPICE, SPI, параметр.


Похожие статьи

Расчет порогового напряжения МДП-структуры с учетом...

Точный расчет этого параметра затруднен в связи с неопределенностью значений встроенного заряда в

Снижение подвижности в МДП-транзисторе уменьшает крутизну передаточной

Снижение дозы ионной имплантации возможно за счет уточненного расчета значения...

Анализ особенностей типовых конструкций полевых...

Полевые транзисторы — это полупроводниковыйприбор

Полевой транзистор, у которого затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика

Прошло немало времени, прежде чем параметры полевого транзистора позволили использовать его в высоконагруженных цепях.

Негативное влияние эффектов «горячих» носителей в полевых...

Во время работы полевого транзистора, если напряжение на затворе сопоставимо или ниже, чем напряжение на стоке VDS, инверсный слой гораздо сильнее со стороны истока, чем со стороны стока и падение напряжения в токовом канале сосредоточено в области стока (если...

Системы оперативного постоянного тока для ПС 110 — 220 кВ

‒ пульсации тока в режиме поддерживающего заряда.

‒ на начальной стадии заряда разряженной аккумуляторной батареи необходимо обеспечить ограничение зарядного тока на уровне (0

измерение аналоговыми или цифровыми приборами основных параметров АБ

Моделирование Si MOSFET с n-индуцированным каналом

MOSFET) — разновидность полевого транзистора с изолированным затвором, где затвор отделён от активного слоя слоем диэлектрика (обычно диоксид кремния). Это позволяет избавиться от таких недостатков полевых транзисторов, как захват и рассеивание носителей...

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного...

Угол заряда конденсатора l2 определится как решение уравнения.

Приближенное решение данного уравнения определяет значение угла.

Качество напряжения звена постоянного тока отражается на качестве формируемого выходного напряжения и как следствие тока нагрузки.

Объемные FinFET-транзисторы: конструирование на 14 нм узле...

Длина затвора транзистора уменьшилась с мкм до нескольких десятков нм.

Легирующая концентрация примеси в теле — “плавник” является ключевым параметром, влияющим на

Полевые транзисторы — это полупроводниковыйприбор, работа которого основана на...

Полимерные транзисторы | Статья в сборнике международной...

Полевой транзистор, у которого затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика, получил.

Это позволяет избавиться от таких недостатков полевых транзисторов, как захват и рассеивание носителей заряда на границе активного слоя.

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Максимальный ток потребления в режиме передачи 11.3 мА, в режиме приема — 12.3 мА. Стоит отметить, что у микросхемы приемопередатчика входы интерфейса SPI толерантны к напряжению 5 В. Это является неоспоримым преимуществом при использовании отладочных...

Похожие статьи

Расчет порогового напряжения МДП-структуры с учетом...

Точный расчет этого параметра затруднен в связи с неопределенностью значений встроенного заряда в

Снижение подвижности в МДП-транзисторе уменьшает крутизну передаточной

Снижение дозы ионной имплантации возможно за счет уточненного расчета значения...

Анализ особенностей типовых конструкций полевых...

Полевые транзисторы — это полупроводниковыйприбор

Полевой транзистор, у которого затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика

Прошло немало времени, прежде чем параметры полевого транзистора позволили использовать его в высоконагруженных цепях.

Негативное влияние эффектов «горячих» носителей в полевых...

Во время работы полевого транзистора, если напряжение на затворе сопоставимо или ниже, чем напряжение на стоке VDS, инверсный слой гораздо сильнее со стороны истока, чем со стороны стока и падение напряжения в токовом канале сосредоточено в области стока (если...

Системы оперативного постоянного тока для ПС 110 — 220 кВ

‒ пульсации тока в режиме поддерживающего заряда.

‒ на начальной стадии заряда разряженной аккумуляторной батареи необходимо обеспечить ограничение зарядного тока на уровне (0

измерение аналоговыми или цифровыми приборами основных параметров АБ

Моделирование Si MOSFET с n-индуцированным каналом

MOSFET) — разновидность полевого транзистора с изолированным затвором, где затвор отделён от активного слоя слоем диэлектрика (обычно диоксид кремния). Это позволяет избавиться от таких недостатков полевых транзисторов, как захват и рассеивание носителей...

Выбор емкости конденсатора звена постоянного тока двухзвенного...

Угол заряда конденсатора l2 определится как решение уравнения.

Приближенное решение данного уравнения определяет значение угла.

Качество напряжения звена постоянного тока отражается на качестве формируемого выходного напряжения и как следствие тока нагрузки.

Объемные FinFET-транзисторы: конструирование на 14 нм узле...

Длина затвора транзистора уменьшилась с мкм до нескольких десятков нм.

Легирующая концентрация примеси в теле — “плавник” является ключевым параметром, влияющим на

Полевые транзисторы — это полупроводниковыйприбор, работа которого основана на...

Полимерные транзисторы | Статья в сборнике международной...

Полевой транзистор, у которого затвор отделен от канала тонким слоем диэлектрика, получил.

Это позволяет избавиться от таких недостатков полевых транзисторов, как захват и рассеивание носителей заряда на границе активного слоя.

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Максимальный ток потребления в режиме передачи 11.3 мА, в режиме приема — 12.3 мА. Стоит отметить, что у микросхемы приемопередатчика входы интерфейса SPI толерантны к напряжению 5 В. Это является неоспоримым преимуществом при использовании отладочных...

Задать вопрос