6.3.2.1 Starke Inversion



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6.3.2.1 Starke Inversion

 

Ausgangspunkt ist die Stromkontinuitätsbeziehung angewendet auf die Inversionsschicht:

 

Integriert man diese Gleichung nach vom sourceseitigen Kanalende () zur Stelle im Kanal, so erhält man:

 

Nochmalige Integration entlang des gesamten Kanals ergibt mit :

 

Bei partieller Integration des letzten Terms ergibt sich mit :

 

Gleichung 6.91 beschreibt eine lineare Gewichtung der beweglichen Ladung entlang des Kanals für ihre Aufteilung in Source- und Drainladung. Gleichung 6.90 lautet dann

 

mit

 

und der Sourceladung

 

stellt den durchschnittlichen Transportstrom im Kanal dar (in quasistatischer Betrachtung den DC-Strom). Analog erhält man für den transienten Drainstrom

 

und für die Drainladung

 

Zur Berechnung der Ladungen des MOSFETs nimmt man die Gleichungen für den Drainstrom zu Hilfe.

In der starken Inversion lautet diese (vgl. Gleichung 6.22):

 

Da keine Funktion von ist, kann man daraus

   

errechnen. So ergibt sich z.B. für die Drainladung:

 

Setzt man nach Gleichung 6.50 und Gleichung 6.51 für die Kanalladungsdichte

 

ein, so erhält man:

 

Analog erhält man die Sourceladung. Die Bulkladung ergibt sich durch Integration der Bulkladungsdichte (Gleichung 6.51) von bis zu:

  

Die Gateladung ergänzt die übrigen Ladungen zu Null.



Martin Stiftinger
Wed Oct 5 11:53:06 MET 1994