什麼是轉導

汲極電流變化相對於閘極電壓變化的比例,記為 gm。表示電晶體的放大能力,放大電路的增益大致由 gm 與負載電阻的乘積決定。

日文名稱: 相互コンダクタンス

「轉導」出現在2領域的2道練習題中(半導體物性, MOSFET等)。

這個名詞所屬的領域: MOSFET

練習轉導的題目

同時含有施體濃度5×10¹⁶ cm⁻³與受體濃度2×10¹⁶ cm⁻³的矽(室溫、全部離子化),其性質下列何者正確?

  1. A為p型,電洞濃度約2×10¹⁶ cm⁻³
  2. B為n型,電子濃度約3×10¹⁶ cm⁻³
  3. C為n型,電子濃度約7×10¹⁶ cm⁻³
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正確答案:B. 為n型,電子濃度約3×10¹⁶ cm⁻³

施體與受體同時存在時會互相抵消(補償),呈現數量較多者的型別。施體較多所以是n型,電子濃度為兩者之差 5×10¹⁶ − 2×10¹⁶ = 3×10¹⁶ cm⁻³。不過,載子會被合計7×10¹⁶ cm⁻³的離子化雜質所散射,因此遷移率比相同電子濃度的無補償材料更低。在井(well)中製作源極、汲極時,也是利用這種抵消(反摻雜)來反轉導電型。

關於MOSFET的轉導gm的定義,下列何者正確?

  1. A汲極電流的變化相對於閘極電壓變化的比率
  2. B將汲極電壓除以汲極電流所得的值
  3. C閘極絕緣膜的電容
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正確答案:A. 汲極電流的變化相對於閘極電壓變化的比率

轉導為 gm = ∂ID/∂VGS,表示閘極電壓的變化能使汲極電流改變多少。在長通道的飽和區,gm = 2ID/(VGS − Vth) = √(2μCox(W/L)ID)。放大電路的電壓增益為 gm × 負載電阻,單一電晶體的最大增益則由 gm × ro 決定。每單位電流的gm(gm/ID)是效率的指標,類比設計中以gm/ID法決定尺寸的情形日益增多。

解析中的「轉導」

出現「轉導」的題目(2題)

  1. 同時含有施體濃度5×10¹⁶ cm⁻³與受體濃度2×10¹⁶ cm⁻³的矽(室溫、全部離子化),其性質下列何者正確?
  2. 關於MOSFET的轉導gm的定義,下列何者正確?

相關名詞

施體 受體 遷移率 飽和區 反轉層 平帶電壓 次臨界擺幅 基板偏壓效應 貫穿(Punch-through) 貫穿電流

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