Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.6: Нульовий ліміт зарядки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31735

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як ми бачили в частині 3, індуковані зарядом зрушення енергетичних рівнів провідників можуть значно ускладнити розрахунок IV характеристик. Рівняння (5.4.5) демонструє, що зарядкою можна знехтувати, якщо квантова ємність набагато менше електростатичної ємності, т\(C_{Q} \ll C_{ES}\). Наприклад, в Рівнянні (5.4.5), якщо\(C_{Q} \ll C_{ES}\) потім зарядка,\(\delta N \rightarrow 0\).

    У нульовій межі заряду рівняння (5.5.1) зменшується до

    \[ U=-qV_{GS} \nonumber \]

    тобто в цій межі потенціал каналу просто відстежує ухил воріт.

    Таким чином, в нульовому межі зарядки ми можемо визначити струм безпосередньо з Рівняння (5.3.6), з потенціалом каналу\(U=-qV_{GS}\).

    Нульова межа зарядки майже завжди тримається для ізоляторів і транзисторів у вимкненому стані, оскільки щільність станів на рівні Фермі невелика в обох цих прикладах. Визначення того, чи залишається транзистор в нульовій межі зарядки у включеному стані, вимагає порівняння\(C_{Q}\) і\(C_{ES}\). Об'ємні пристрої дуже рідко працюють в межах нульового ліміту зарядки в включеному стані. Але багато невеликих провідників містять відносно мало станів на рівні Фермі навіть у включеному стані, таких, що\(C_{Q} \ll C_{ES}\) навіть при протіканальному струмі значного каналу.

    Скріншот 2021-05-18 о 18.11.55.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Розглянуто матеріал каналу з різким переходом в його щільності станів. У (а) ми показуємо канал, який залишається в межі ізолятора навіть у режимі ON. В (b) стани каналу мають достатню щільність для того, щоб канал був металевим в режимі ON.