The 15 reference contexts in paper A. Pilipenko M., А. Пилипенко М. (2016) “Применение гибридной аналитической модели для аппроксимации вольт-амперных характеристик МОП-транзисторов в широком диапазоне температур // Application of the Hybrid Analytical Model for Approximation of the Current-Voltage Characteristics of MOSFETs in a Wide Temperature Range” / spz:neicon:technomag:y:2014:i:8:p:268-279

  1. Start
    1554
    Prefix
    , криогенные температуры, аппроксимация, вольтамперная характеристика, идентификация параметров Введение Полевые транзисторы с изолированным затвором, имеющие структуру металлоксид-полупроводник (МОП), в настоящее время широко используются в качестве элементной базы современных радиоэлектронных устройств. Преимущества МОПтранзисторов перед другими типами транзисторов следующие
    Exact
    [1]
    Suffix
    : 1) наиболее развитая технология серийного производства; 2) широкое коммерческое использование; 3) низкая стоимость, как с точки зрения разработки, так и массового производства. В данной работе рассматриваются проблемы моделирования МОП-транзисторов, предназначенных для работы в качестве активных элементов малошумящих усилителей, которые, в свою очередь, используются в радиоприемных устройс
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2069
    Prefix
    В данной работе рассматриваются проблемы моделирования МОП-транзисторов, предназначенных для работы в качестве активных элементов малошумящих усилителей, которые, в свою очередь, используются в радиоприемных устройствах оптического и инфракрасного диапазонов на астрономических спутниках, радиотелескопах и космических обсерваториях
    Exact
    [2, 3]
    Suffix
    . Малошумящие усилители применяются как при температурах близких к комнатным (300TК), так и при низких (криогенных) температурах (120TК), поскольку охлаждение устройства позволяет увеличить его коэффициент усиления и уменьшить собственные шумы.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    3035
    Prefix
    Непрерывное развитие моделей электронных компонентов обусловлено совершенствованием технологии их производства и связанным с этим уменьшением размеров компонентов. С другой стороны, МОП-транзисторы, предназначенные для малошумящих усилителей, работающих при низких температурах, имеют достаточно большие размеры канала (1 ... 20 мкм)
    Exact
    [3]
    Suffix
    , поэтому применение для таких транзисторов современных моделей не гарантирует высокую точность моделирования [4]. Кроме того, модель достаточно точно аппроксимирующая ВАХ МОП-транзистора при комнатных температурах не может также точно воспроизводить его свойства при низких температурах [5].
    (check this in PDF content)

  4. Start
    3148
    Prefix
    С другой стороны, МОП-транзисторы, предназначенные для малошумящих усилителей, работающих при низких температурах, имеют достаточно большие размеры канала (1 ... 20 мкм) [3], поэтому применение для таких транзисторов современных моделей не гарантирует высокую точность моделирования
    Exact
    [4]
    Suffix
    . Кроме того, модель достаточно точно аппроксимирующая ВАХ МОП-транзистора при комнатных температурах не может также точно воспроизводить его свойства при низких температурах [5]. Целью данной работы является доказательство эффективности применения компактной гибридной модели (содержащей как физические, так и формальные параметры) для аппроксимации ВАХ МОП-транзисторов в широком диапазоне темпе
    (check this in PDF content)

  5. Start
    3328
    Prefix
    усилителей, работающих при низких температурах, имеют достаточно большие размеры канала (1 ... 20 мкм) [3], поэтому применение для таких транзисторов современных моделей не гарантирует высокую точность моделирования [4]. Кроме того, модель достаточно точно аппроксимирующая ВАХ МОП-транзистора при комнатных температурах не может также точно воспроизводить его свойства при низких температурах
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Целью данной работы является доказательство эффективности применения компактной гибридной модели (содержащей как физические, так и формальные параметры) для аппроксимации ВАХ МОП-транзисторов в широком диапазоне температур – от криогенных до комнатных (20 ... 300 К). 1.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    3782
    Prefix
    компактной гибридной модели (содержащей как физические, так и формальные параметры) для аппроксимации ВАХ МОП-транзисторов в широком диапазоне температур – от криогенных до комнатных (20 ... 300 К). 1. Описание гибридной аналитической модели МОП-транзистора Современные аналитические модели МОП-транзисторов получают, как правило, за счет введения новых элементов в их схемы замещения
    Exact
    [5]
    Suffix
    , что порождает сложную проблему идентификации параметров, поскольку при этом модель описывается системой нелинейных уравнений, т. е. перестает быть компактной. При использовании табличных моделей ВАХ аппроксимируется формально – с помощью сплайнов [6], которые не содержат физических параметров транзистора.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    4036
    Prefix
    МОП-транзистора Современные аналитические модели МОП-транзисторов получают, как правило, за счет введения новых элементов в их схемы замещения [5], что порождает сложную проблему идентификации параметров, поскольку при этом модель описывается системой нелинейных уравнений, т. е. перестает быть компактной. При использовании табличных моделей ВАХ аппроксимируется формально – с помощью сплайнов
    Exact
    [6]
    Suffix
    , которые не содержат физических параметров транзистора. Описанная ниже гибридная модель позволяет найти компромисс между требованиями физичности, точности, сложности и возможности точного и быстрого определения параметров и при этом является аналитической и компактной.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    4373
    Prefix
    Описанная ниже гибридная модель позволяет найти компромисс между требованиями физичности, точности, сложности и возможности точного и быстрого определения параметров и при этом является аналитической и компактной. Один из вариантов гибридной модели был сформулирован в работе
    Exact
    [7]
    Suffix
    , где ВАХ МОП-транзистора (зависимость тока стока I от напряжений сток-исток VDS и затвор-исток VGS) предложено аппроксимировать следующей функцией ),(),(),(0GSDSnGSDSGSDSnVVKVVIVVI, (1) где ),(0GSDSVVI – четырехпараметрическая аналитическая модель МОП-транзистора [7]; Kn(,)GSDSVV – поправочная функция в виде двумерного степенного полинома n-го порядка.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    4636
    Prefix
    Один из вариантов гибридной модели был сформулирован в работе [7], где ВАХ МОП-транзистора (зависимость тока стока I от напряжений сток-исток VDS и затвор-исток VGS) предложено аппроксимировать следующей функцией ),(),(),(0GSDSnGSDSGSDSnVVKVVIVVI, (1) где ),(0GSDSVVI – четырехпараметрическая аналитическая модель МОП-транзистора
    Exact
    [7]
    Suffix
    ; Kn(,)GSDSVV – поправочная функция в виде двумерного степенного полинома n-го порядка. Из работы [7] следует, что гибридная модель (1) позволяет повысить точность аппроксимации ВАХ МОП-транзистора, измеренной при температуре кипения гелия (4,2TК), в несколько раз по сравнению с четырехпараметрической аналитической моделью.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    4732
    Prefix
    в работе [7], где ВАХ МОП-транзистора (зависимость тока стока I от напряжений сток-исток VDS и затвор-исток VGS) предложено аппроксимировать следующей функцией ),(),(),(0GSDSnGSDSGSDSnVVKVVIVVI, (1) где ),(0GSDSVVI – четырехпараметрическая аналитическая модель МОП-транзистора [7]; Kn(,)GSDSVV – поправочная функция в виде двумерного степенного полинома n-го порядка. Из работы
    Exact
    [7]
    Suffix
    следует, что гибридная модель (1) позволяет повысить точность аппроксимации ВАХ МОП-транзистора, измеренной при температуре кипения гелия (4,2TК), в несколько раз по сравнению с четырехпараметрической аналитической моделью.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    5178
    Prefix
    Из работы [7] следует, что гибридная модель (1) позволяет повысить точность аппроксимации ВАХ МОП-транзистора, измеренной при температуре кипения гелия (4,2TК), в несколько раз по сравнению с четырехпараметрической аналитической моделью. Следует отметить, что модели аналогичные (1) также применялись для аппроксимации ВАХ полупроводниковых диодов в работе
    Exact
    [8]
    Suffix
    , но при этом в качестве поправочной функции использовался одномерный быстросходящийся степенной ряд. В настоящей работе для построения гибридной аналитической модели в качестве функции ),(0GSDSVVI предлагается использовать компактную пятипараметрическую модель МОП-транзистора, описанную в работе [9]: DEG DL DSGSGDEDE VV V IVVVVV      1 1 1 1 0(,)(2), (2) где 0TGSGSVVV – напряже
    (check this in PDF content)

  12. Start
    5476
    Prefix
    аналогичные (1) также применялись для аппроксимации ВАХ полупроводниковых диодов в работе [8], но при этом в качестве поправочной функции использовался одномерный быстросходящийся степенной ряд. В настоящей работе для построения гибридной аналитической модели в качестве функции ),(0GSDSVVI предлагается использовать компактную пятипараметрическую модель МОП-транзистора, описанную в работе
    Exact
    [9]
    Suffix
    : DEG DL DSGSGDEDE VV V IVVVVV      1 1 1 1 0(,)(2), (2) где 0TGSGSVVV – напряжение отсечки; β, VТ0, λ, , θ – физические параметры модели;  22 0 22 VDE0,50)(SSDSDSVVVVVV;       22 1 22 VDL0,519,09,0SSDSDSVVVVVV; VS121GV – напряжение насыщения; 100VмВ – формальная константа, определяющая протяженность промежуточного участка ВАХ между линейной
    (check this in PDF content)

  13. Start
    7801
    Prefix
    Применение pканальных МОП-транзисторов в малошумящих усилителях при низких температурах более предпочтительно, чем применение n-канальных, поскольку у последних при температурах ниже 40 К наблюдается аномальное поведение ВАХ («гистерезис» и «kink-эффект»)
    Exact
    [4]
    Suffix
    . Первый тестовый транзистор с размерами 50Wмкм и 50Lмкм, где W и L– ширина и длина канала соответственно был изготовлен специально для целей измерения параметров. Второй тестовый транзистор с размерами 10Wмкм и 6Lмкм соответствовал транзисторам усилительного устройства.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    8915
    Prefix
    целевой функции в виде суммы квадратов относительных погрешностей моделирования тока стока          N kk DSkGSkk I IVVI S 1 2 0,, 0 (,) ()x, (6) где },,,,{0TVx – вектор физических параметров; },,{kDSkGSkVVI, Nk...,,2,1 – экспериментальная ВАХ МОП-транзистора в табличной форме, N – количество точек ВАХ. Алгоритм минимизации целевой функции (6) подробно описан в работе
    Exact
    [9]
    Suffix
    и заключается в раздельной идентификации основных (β, VТ0, λ) и вспомогательных (, θ) физических параметров. Вначале приближенно определяются вспомогательные параметры  и θ на образцах транзисторов с размерами 50Wмкм и 50Lмкм и далее  и θ считаются заданными.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    15718
    Prefix
    Таким образом, результаты, представленные в данной работе, позволяют утверждать, что применение гибридной модели обеспечивает повышение точности аппроксимации ВАХ МОП-транзисторов в несколько раз по сравнению с исходной аналитической моделью в широком диапазоне температур – от 20 до 300 К. Следует отметить, что гибридная модель также эффективна и при более низких температурах, включая гелиевые
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Наибольшее повышение точности аппроксимации ВАХ достигается при использовании гибридной модели для МОП-транзисторов, предназначенных для работы в качестве активных элементов малошумящих усилителей при криогенных температурах.
    (check this in PDF content)