7.15 Um transistor MESFET de GaAs tem barreira de potencial V0=0,8 V e tem no canal concentração de impurezas Nd=10^16 cm^-3, mobilidade mun =7 times 10^3 cm^2 / V cdot s e dimensões a=0,7 mu m, L=15 mu m e D=10 mu m. Calcule a) A condutância do canal; b) A tensão crítica; c) A corrente de dreno de saturação para VP=0 e VP=-1,0 V.

Passo 1

O enunciado pede para calcular a condutância do canal, a tensão de pinch-off (tensão crítica) e a corrente de dreno em saturação para um MESFET de GaAs com: V₀=0,8 V (barreira Schottky), N_d=10¹⁶ cm⁻³, μ_n=7×10³ cm²/V·s, a=0,7 μm, L=15 μm, D=10 μm. Vamos usar conceitos de condutividade de semicondutor, largura de depleção em contato Schottky e modelo gradual de canal (JFET) para obter I_DS(sat).

Passo 2

Para achar a condutância do canal definimos a condutividade volumétrica e depois usamos . Primeiro convertemos as dimensões para cm: (a=7×10^{-5},cm, L=1{,}5×10^{-3},cm, D=1×10^{-3},cm.\nA condutividade é
A área da seção é , então
)

Passo 3

Para a tensão crítica de pinch-off , usamos que a depleção atinge a espessura do canal quando
onde

Passo 4

Para a corrente de dreno em saturação no modelo gradual (JFET), vale
IDS(sat) = G2,(VP + VGS)
Para VGS=0:
ID0 = 5,23×10^-42·2,63 = 6,88×10^-4,A = 0,688,mA
Para VGS=-1,0,V:
ID1 = 5,23×10^-42·(2,63 - 1,0) = 4,27×10^-4,A = 0,427,mA

Resposta

a) G = 5,23×10⁻⁴ S b) V_P = 2,63 V c) I_D(sat) = 0,688 mA (V_GS=0) e 0,427 mA (V_GS= –1,0 V)

Exercícios relacionados