Bildgebung mit DEPFET - Prof. Dr. Norbert Wermes - Universität Bonn

22 KAPITEL 1. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DES DEPFET-DETEKTORS-4,5-4,0Sättigungsspannung-3,5-3,0Linearer BereichV GS= 0 VV BDI D[mA]-2,5-2,0-1,5SättigungsbereichV GS= 1 V-1,0V GS= 2 V-0,5V0,0GS= 3 V0 -2 -4 -6 -8 -10V DS[V]Abbildung 1.8: Ausgangskennlinienfeld eines p-Kanal-JFET.Da im Transistor auch ohne Anlegen einer Spannung V GS ≠ 0 an das TransistorgateStrom fließt, handelt es sich um einen selbstleitenden Transistor. Der Kanal wird durchVerarmungszonen am Gate abgeschnürt, so dass der JFET auch als Depletions- oderSperrschicht-FET bezeichnet wird.Das Verhalten des Drainstromes in Abhängigkeit von der Drainspannung lässt sich mitHilfe eines einfachen Modells berechnen [Gra93]. Am Sättigungspunkt des Transistorstromesgilt die Beziehung:V SATDS = −V PO + V GS (1.16)Für den Sättigungsstrom des Transistors gilt folgende Beziehung:I satD= a q N A µ h WL[−V PO + V GS + 2 3(V PO + V BI ) 3/2 − (V GS + V BI ) 3/2 ]· (1.17)(V PO + V BI ) 1/2Hierbei ist a die Kanaltiefe, N A die Akzeptorkonzentration, µ h die Löcherbeweglichkeit,W die Weite des Kanals und L seine Länge. Bei einer Gate-Source-Spannung von V GS =0V erreicht der Transistorsättigungsstrom ID sat seinen Maximalwert I DSS . Gleichung 1.17lässt sich gut durch folgende Beziehung annähern:I satD ≈ I DSS(1 − V GSV PO) 2(1.18)Der Transistorstrom nimmt quadratisch mit steigender Gate-Source-Spannung ab undwird bei V GS = V PO Null. Die Zunahme des Transistorstromes bei einer Erhöhung vonV DS aufgrund des Early-Effektes kann durch den Parameter λ berücksichtigt werden,welcher übertragen auf bipolare Transistoren dem Reziprokwert der Early-Spannung entspricht: