Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

Kapitel 5 Dynamisches Verhalten von SJ‐LDMOS‐Transistoren 117
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Gl. (5.6) behält ihre Gültigkeit, unter der Bedingung, dass die konstante Gatespan‐
nung UGS größer ist als die Einsatzspannung der n‐Driftzone:
n dox
UGS = const > U FB + 2ψB+ ⋅ 4εSiqNDψ
B
(5.8)
ε
mit dem Bulk‐Fermi‐Potential
ox
kT ⎛ ND
⎞
ψ B = ⋅ln ⎜ ⎟
q ⎝ ni⎠
(5.9)
Aufgrund der Tatsache, dass die Einsatzspannung der n‐Driftzone (Summation aller
Terme auf der rechten Seite von Gl. (5.8)) deutlich negativ ist und dass die Steuer‐
spannung UGS für selbstsperrende n‐Kanaltransistoren niemals unter einen negativen
Wert sinkt, wird die oben angegebene Bedingung immer eingehalten.
Abbildung 5.4: Verlauf von Cgd über UDS mit UGS als Parameter.
Die Cgd/UDS–Kurve ist in Abb. 5.4 für verschiedene Werte von UGS dargestellt, sie ver‐
schiebt sich mit zunehmender Gatespannung UGS immer mehr nach rechts. Sofern
n
die Drainspannung UDS kleiner als die Summe UGS + U FB liegt, wobei UGS konstant
gehalten wird, wirk das Potential der Gateelektrode gegenüber dem Potential der
Drainelektrode positiv. Es stellt sich eine Anreicherung von Elektronen im Überlap‐
pungsgebiet vom Gate über die Driftzone unter dem Gatekontakt ein, so dass Cgd ≈
n
Cox gilt. Überschreitet die Drainspannung UDS den Wert UGS + U FB , wird die Polung
zwischen Gate‐ und Drainelektrode umgekehrt, dabei stellt sich eine Verarmung an