静电感应晶体管噪声模型研究及其在压控振荡器中的应用

发布时间：2021-01-01 14:47

　　静电感应晶体管（SIT）是一种具有类真空三极管特性的新型半导体器件,具有功率大、增益高、跨导大和噪声低等优异性能。本文分析了SIT沟道势垒形成机理,描述了沟道势垒对器件噪声的影响。以此为基础研究了SIT散粒噪声和热噪声的形成原因,建立了SIT噪声模型。本文通过分析SIT的电场和电势分布,了解了SIT沟道势垒的形成及变化是其噪声产生的根本原因,由此对SIT正常工作时产生的散粒噪声和热噪声进行了详细分析。本文分析了SIT载流子传输特性,了解沟道中形成漏电流的载流子必定要越过沟道势垒,才能到达漏极形成漏电流。通过对散粒噪声产生条件的分析,了解了当有直流流过并且存在电荷载体越过电位壁垒时,必定会产生散粒噪声。因此得到了在SIT正常工作时也必定会产生散粒噪声的结论。本文根据散粒噪声理论以及SIT势垒模型和电流特性,建立了SIT散粒噪声的计算模型。结合场效应晶体管沟道热噪声模型,经过适当的结构近似,得到了SIT热噪声的近似计算模型。通过电子器件噪声相关性原理,在SIT散粒噪声和热噪声模型的基础上,建立了SIT白噪声的综合计算模型。通过对SIT高增益、高跨导和低噪声等性能的分析,本文以SIT为基础设... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SIT结构模型

图 3-1 SIT电势分布分析模型图 3-1 所示， x 轴定义为器件的纵向方向， y 轴为横向 '为沟道区， DFF ' D '为电荷漂移区。坐标零点为道末端的正方向如图所示。SIT 在 x 轴方向为源沟高低结、漏与外延 n n + 结构，其中漏与沟道之间的n 区。在 x > 0的横向方 n p + 结构，栅源之间近似为 p i n结构。以常开型 SI没有外加偏压时，沟道没有夹断，沟道中仍然存在中性区，为栅沟 pn结和栅源 pn结形成的自建电场。根据 pn结理论，建电场的电场方向为沟道指向栅区和源指向沟道。现在，给，把源极接地，当栅极的负电压负向增大并达到某一定值时，此时沟道中存在着失去电子的带正电荷的杂质离子。相反的杂质离子，如图 3-2 所示。我们可以判断此时沟道中只存向由沟道中的正电荷指向栅区的负电荷。S

图 3-3 沟道区电场分布模型沟道区及其之外的耗尽区可看作是一个带电体，栅耗尽区中的电离杂质电荷在栅体表面感应形成等量电荷的面密度呈不均匀分布。感应电荷的不均匀分电势的不均匀分布，这种电势的不均匀分布将形成心线上电势最低点，此极值点即为电势鞍点。源端在沟道纵方向上（ x 方向）形成的电场方向相反。层电荷具有屏蔽作用，使沟道源侧和漏侧耗尽区电沟道区而作用到对方区域，而是被约束在沟道长度道中心线上某一点的纵向电场分量为零。又由于沟的对称性，该点的横向电场分量也为零。虽然电势量都为零，但在沟道宽度和沟道长度范围内其它各量不全为零，而是随纵向和横向距离的变化而线性与源极电势之差定义为势垒高度。势垒具有空间形

【参考文献】：
期刊论文
[1]静电感应晶体管的空间电荷效应(英文)[J]. 陈金伙,刘肃,王永顺,李思渊,张福甲.  半导体学报. 2005(03)
[2]具有混合I- V特性的静电感应晶体管的电性能（英文）[J]. 王永顺,刘肃,李思渊,胡冬青.  半导体学报. 2004(03)
[3]平面型埋栅结构的静电感应晶体管(英文)[J]. 王永顺,李思渊,胡冬青.  半导体学报. 2004(02)
[4]20年来对静电感应器件（SID）的开拓性研究[J]. 李思渊.  兰州大学学报. 1999(03)
[5]静电感应晶体管（SIT）电性能的控制[J]. 李思渊,刘瑞喜,李海蓉.  甘肃教育学院学报(自然科学版). 1998(01)

硕士论文
[1]CMOS低相位噪声环形压控振荡器的设计[D]. 张勇生.武汉理工大学 2012



本文编号：2951482