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うひょひょ

MOS型トランジスタのパンチスルー

   

ライター:mpcsp079さん(最終更新日時:2016/7/8)投稿日:2013/12/21    

 

ゲート電圧をかけなくてもドレイン電流が流れてしまう現象「パンチスルー」についての1つの考えで、NーMOSで考える 

     図1 P基板とNドレインのバンド図
 
 
 
  図1にP型基板とN型ドレインの接合部分のバンド図を示す。Nドレインの不純物ドープ量が大きいので境界部分はドレインの近くにある。

 

     図2 ドレインに正の電圧かけたとき
 
 
 
  図2にドレインに電圧をかけたときのバンド図を示す。P型基板中にN型の部分(反転層)が出現しているのがわかる。この部分によって、ゲート電圧をかけなくても、ドレイン、ソース間に電流が流れてしまう。
 
 
 
  つまり、ドレイン電圧を上げるとP基板中の空乏層が広がりドレインとソースを結ぶ。空乏層中には反転層があり、それはN型なのでここを電流が流れる。
 
 
 
  空乏層といっても、徐々に変化していくので、そこに反転層もできる。
 
 
 
  空乏層の中でのキャリアの量は、「擬フェルミ準位の仮定」により、図2においてドレイン部分では、EiよりEfが大きい部分でN型、基盤部分では、EiよりEfが小さい部分でP型とする。すると、図2のP基盤部分にN型領域が出現する。
 
 
 
  詳しくは、下の本を参照。