7.15 Um transistor MESFET de GaAs tem barreira de potencial
tem no canal concentração de impurezas
, mobilidade
e dimensões
e
. Calcule a) A condutância do canal; b) A tensão crítica; c) A corrente de dreno de saturação para
e
.
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
Para
:
Para
:
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)