Главная > Разное > Шумы в электронных приборах и системах
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

5.10. Шум в МОП ПТ

Механизмы возникновения шумов в МОП ПТ по существу те же, что и в -переходом, главным отличием является -шум, который на низких частотах является доминирующим в МОП ПТ [25, 72]. Тот факт, что -шум наблюдается в МОП ПТ и почти отсутствует у качественных -переходом, является весьма серьезным подтверждением того, что этот шум связан скорее с поверхностными, чем с объемными эффектами. Но что бы ни являлось источником -шума, именно этот шум не позволяет отнести МОП-транзисторы к классу малошумящих приборов.

Избыточные -шумы в МОП-транзисторах исследовались многими авторами [1, 2, 5, 11, 23, 24, 27, 28, 30, 31, 44]; статьи по этому вопросу были, кроме того, опубликованы Левенталем [41] и Леенбергом В большинстве теоретических моделей -флуктуаций в МОП-транзисторах данный вид шума рассматривается как поверхностный эффект, хотя детали его поведения все еще остаются непонятными. В одной из последний подобных моделей [65], которая включает в себя ряд особенностей предыдущих теорий, рассматривается взаимодействие носителей в канале с поверхностными состояниями на границе раздела полупроводник — окисел. При этом постулируется, что имеет место дополнительное взаимодействие посредством туннелирования между носителями на этих поверхностных состояниях и ловушками в слое окисла. Этот механизм приводит к модуляции числа свободных носителей в канале и, кроме того, к модуляции поверхностного потенциала, тем самым приводя к флуктуации подвижности в области поверхности. На этих двух эффектах (флуктуации числа носителей и флуктуации их подвижности) и основано рассмотрение ван-дер-Зила. В другой модели, предложенной недавно Вандаммом [68], -шум трактуется как действительная флуктуация подвижности носителей в канале транзистора. Иными словами, это — обычный эффект,

следовательно, -шум должен присутствовать и в ПТ с -переходом. Но так как в ПТ с -переходом -шум отсутствует, то, по-видимому, такая «объемная» модель не подходит к этим транзисторам; а если она не подходит к ПТ с -переходом, то она, по всей вероятности, не является достаточно обоснованной и для описания избыточного -шума в других кремниевых транзисторах.

Помимо -шума, главными источниками шума в МОП ПТ являются тепловой шум канала [32] и генерационно-рекомбинационный шум в областях пространственного заряда [71, 73]. Оба этих шума можно анализировать, во многом используя те же методы, что и в случае -переходом. Одно время ван-дер-Зил и его сотр. полагали [16, 17, 56], что, помимо теплового шума канала в МОП ПТ, имеет место составляющая избыточного «белого» шума. Несостоятельность данного предположения вскоре показали [72]; они утверждали, что эта наблюдаемая избыточная составляющая шума на самом деле является составляющей -шума и что неправильное толкование ряда предыдущих исследователей связано с измерениями шума на недостаточно высоких частотах при использовании приборов, которые имеют очень большие -шумы.

Высокочастотные шумы в МОП ПТ изучались Шоджи [54], Клаассеном и Принсом [33, 34], а также Люппом и Страттом

Простую теорию тепловых флуктуаций в канале ПТ следует модифицировать, если принимать во внимание объемный заряд, связанный с ионизированными примесями в подложке. Сах с сотр. [51] исследовали влияние этого объемного заряда на шумовой ток стока и нашли, что он может приводить к увеличению уровня теплового шума в 4 раза по сравнению с уровнем, который предсказывает теория без учета этого факта. На шумовой ток затвора объемный заряд существенного влияния не оказывает [47].

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление