5.5.1 Das DC-Verhalten



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5.5.1 Das DC-Verhalten

 

Es wurde bei eine statische Kennlinie für Drainspannungen bis simuliert. Diese ist in Abb. 5.27 dargestellt. Es zeigt sich eine sehr flache Kennlinie.

  
Abbildung 5.27: Ausgangskennlinie eines DMOS-Transistors im Inversbetrieb bei .

Abb. 5.28 zeigt die Potentialverteilung bei . Man erkennt, daß der Spannungsabfall hauptsächlich im -body auftritt. Die Kollektor-Basis-Spannung ist deutlich positiv, da die hoch dotierte -Implantation zur besseren Kontaktierung des -bodies offenbar den Großteil des Widerstands im Inversbetrieb darstellt. Dieser Widerstand erklärt auch die sehr flache Kennlinie.

  
Abbildung 5.28: Potentialverteilung des DMOS-Transistors bei und .

Dieses Gebiet ist jedoch viel höher dotiert als die Driftzone. Die Abbildungen 5.29 und 5.30 zeigen allerdings klar, warum das Driftgebiet im Inversbetrieb keinen wesentlichen Widerstand darstellt. Es sind in diesen beiden Abbildungen die Elektronen- und Löcherkonzentration bei einer Drainspannung von dargestellt. Das Driftgebiet ist mit Elektronen und Löchern in einer Konzentration von überflutet, die sich in ambipolarer Diffusion durch dieses Gebiet bewegen [63]. Die Elektronen- und Löcherkonzentration ist zwar im -Gebiet weitaus höher, allerdings zeigen Abb. 5.31 und Abb. 5.32, daß dort sowohl Elektronen- als auch Löcherbeweglichkeit extrem niedrig sind. Dies ist durch die hohe Dotierungskonzentration bedingt. Zusammen mit dem geringen Stromflußquerschnitt ergibt sich der hohe Widerstand dieser Region.

  
Abbildung 5.29: Elektronenkonzentration im DMOS-Transistor bei und .

  
Abbildung 5.30: Loecherkonzentration im DMOS-Transistor bei und .

  
Abbildung 5.31: Elektronenbeweglichkeit im DMOS-Transistor bei und .

  
Abbildung 5.32: Loecherbeweglichkeit im DMOS-Transistor bei und .

Aus Abb. 5.33 und Abb. 5.34, wo Elektronen- und Löcherstromdichte im DMOS-Transistor für Inversbetrieb dargestellt sind, erkennt man, daß die Bipolarstruktur eingeschaltet ist. Es fließt Elektronenstrom vom Sourcegebiet in den -body, die Dichte des lateral im -body fließenden Löcherstroms nimmt stark ab, was auf erhebliche Rekombination hindeutet und u.a. für die sehr schlechte Stromverstärkung der Bipolarstruktur verantwortlich ist. Durch Abschätzung aus den Abbildungen 5.33 und 5.34 ersieht man, daß der Sourcestrom über den -body deutlich größer ist als jener über das Sourcegebiet.

  
Abbildung 5.33: Elektronenstromdichte im DMOS-Transistor bei und .

  
Abbildung 5.34: Loecherstromdichte im DMOS-Transistor bei und .



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