薄膜晶体管原理与应用
tft lcd原理

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TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是一种广泛用于平板电脑、智能手机、电视和计算机显示器等设备的平面显示技术。
下面是TFT LCD的基本原理:
1. 液晶材料:TFT LCD的基础是液晶材料。
液晶是一种介于液体和固体之间的有机分子,它在电场的作用下能够改变光的透过性。
液晶被封装在两块平板玻璃之间,这两块平板上有透明的电极。
2. 薄膜晶体管(TFT):TFT是薄膜晶体管的缩写,它是一种用于控制液晶像素的半导体器件。
每个像素都配备了一个TFT,用于控制电流的流动,从而精确地调节液晶分子的方向和透过性。
3. 像素结构:TFT LCD的屏幕由许多微小的像素组成。
每个像素由三个亮度可调的基本颜色(红、绿、蓝)的亮度调光器组成。
这三个颜色的不同亮度组合可呈现出各种颜色。
4. 背光源:TFT LCD需要一种背光源,以照亮屏幕上的像素。
常见的背光源包括冷阴极荧光灯(CCFL)和LED。
现代的LCD大多采用LED作为背光源,因为LED背光具有更低的功耗和更长的寿命。
5. 控制电路:TFT LCD屏幕上还有一套复杂的控制电路,用于接收来自计算机或其他设备的信号,并将其转化为适合液晶显示的信号。
6. 工作原理:当电流通过TFT时,TFT会控制液晶分子的排列,调节其透明度。
通过调整每个像素中红、绿、蓝三个亮度调光器的亮度,屏幕可以呈现出几百万种不同的颜色,形成图像。
总体来说,TFT LCD的原理是通过电流控制液晶分子的排列,从而调节光的透过性,最终呈现出清晰的图像。
薄膜晶体管的原理及应用

薄膜晶体管的原理及应用1. 薄膜晶体管的原理薄膜晶体管(TFT)是一种以薄膜半导体材料作为控制电流的开关的一种晶体管。
它可以控制电流的流动,实现高速、高分辨率的显示和灵活的触控操作。
1.1 冯·诺依曼结构薄膜晶体管的原理基于冯·诺依曼结构,该结构由一根控制线、一根源极线和一根漏极线组成。
当控制线施加电压时,薄膜晶体管通电,电流从源极流向漏极,完成信息的传输和处理。
1.2 薄膜材料薄膜晶体管的薄膜材料通常使用非晶硅(a-Si)或多晶硅(p-Si)。
非晶硅薄膜晶体管具有低成本、易加工和高电流开关比,而多晶硅薄膜晶体管具有高迁移率、高电流开关比和低漏电流等优点。
2. 薄膜晶体管的应用薄膜晶体管广泛应用于平面显示器、触摸屏、柔性显示器等领域。
其优点包括高亮度、高对比度、高分辨率、低功耗和快速响应等。
2.1 平面显示器平面显示器是薄膜晶体管的一项重要应用。
通过控制薄膜晶体管开关的状态,可以控制液晶屏的亮度和颜色,实现高品质的图像显示。
薄膜晶体管技术使得平面显示器能够实现高分辨率、高亮度和快速响应的优势。
2.2 触摸屏触摸屏是另一个薄膜晶体管的应用领域。
薄膜晶体管可以被设计成触摸屏上的每一个感应点,通过控制电流开关来检测触摸位置和压力。
薄膜晶体管触摸屏具有高灵敏度、快速响应和高稳定性等优点。
2.3 柔性显示器柔性显示器是近年来发展迅速的一项技术,薄膜晶体管作为其核心技术之一。
与传统的玻璃基底不同,薄膜晶体管可以在柔性基底上制作,实现可弯曲、可卷曲的柔性显示器。
薄膜晶体管的柔性特性为柔性显示器的实际应用提供了更大的可能性。
2.4 其他应用薄膜晶体管还被应用于摄像头、计算机内存和电子书阅读器等领域。
其高速、高分辨率和低功耗的特性使得它在这些领域具有广泛的应用前景。
3. 总结薄膜晶体管作为一种重要的半导体器件,其原理和应用在信息显示和触摸技术方面具有重要意义。
通过对薄膜晶体管的研究和应用,我们可以不断推动显示技术的进步,实现更高级别的图像和操作体验。
tft薄膜晶体管的工作原理

tft薄膜晶体管的工作原理
TFT(薄膜晶体管)是一种用于控制液晶显示屏中像素点的晶
体管。
它通过操作薄膜晶体管中的电流来控制液晶分子的取向,从而实现液晶屏的显示功能。
TFT薄膜晶体管的工作原理如下:
1. 薄膜晶体管的结构:TFT薄膜晶体管通常由一个绝缘层和数个金属层组成。
绝缘层上有一个控制门电极(Gate)、一个介质层和一个源/漏端电极。
液晶分子被封装在介质层中。
2. 控制电路:通过控制电路,向控制门电极施加一个特定的电压,从而形成一个电场。
3. 电场作用:当控制门电极上施加电压时,形成的电场会影响介质层中的液晶分子。
液晶分子的取向会受到电场的影响,改变液晶分子的取向将改变光的传播方式。
4. 信号传输:当控制电路中的信号经过控制电门电极时,会改变电场的特性。
这样,电场中的液晶分子的取向将发生变化,进而改变光的透射或反射性质。
5. 显示效果:当液晶分子的取向发生变化时,液晶屏的显示效果也会发生相应的变化,从而实现显示功能。
通过不同的电流和电压信号,可以控制每个像素点的液晶分子取向,从而在液晶屏上实现不同的显示效果。
薄膜晶体管(tft)作用 工作原理 材料工艺

薄膜晶体管(tft)作用工作原理材料工艺薄膜晶体管(Thin-Film Transistor,简称TFT)是一种用于电子显示器和面板的非晶硅制造技术。
它是一种重要的半导体器件,用于控制显示像素的亮度和颜色。
TFT晶体管的作用、工作原理和材料工艺会在下文中详细阐述。
一、薄膜晶体管的作用薄膜晶体管作为电子显示器的关键组件,主要用于控制每个像素的亮度和颜色。
在液晶显示器(LCD)和有机发光二极管显示器(OLED)等显示技术中广泛应用。
TFT晶体管类似于一个电子开关,可以打开和关闭每个像素的电流,从而控制其亮度。
TFT晶体管还可以精确地控制每个像素的亮度,使得显示器能够产生清晰、细腻和真实的图像。
二、薄膜晶体管的工作原理TFT晶体管的工作原理可以简单地理解为:通过控制栅极电压来控制漏极和源极之间的电流流动,进而控制每个像素的亮度。
TFT晶体管由四个主要部分组成:栅极、源极、漏极和沟道。
当栅极电压为低电平时,沟道中的导电层不会被激活,从而阻断了源极到漏极之间的电流。
当栅极电压为高电平时,控制电压作用于沟道中的导电层,使它导电,从而允许电流流动。
三、薄膜晶体管的材料工艺1. TFT的制造材料主要的材料是非晶硅(a-Si)或多晶硅(poly-Si)薄膜。
非晶硅具有较高的电子迁移率,且制备过程相对简单,适用于较低分辨率的液晶显示器。
而多晶硅具有更高的电子迁移率,适用于高分辨率和高速刷新率的显示器。
2. TFT的制造过程(1)基板清洗:通过清洗去除基板表面的杂质、油脂和顶层材料等。
(2)锗沉积:在基板表面沉积一层锗,提供后续的结合层。
(3)透明导电氧化锌(TCO)沉积:沉积一层透明导电氧化锌薄膜,用于制作栅极。
(4)非晶硅或多晶硅沉积:在TCO层上沉积非晶硅或多晶硅薄膜,用于制作薄膜晶体管的主体部分。
(5)金属电极沉积:用金属沉积技术在非晶硅或多晶硅层上制作源极和漏极。
(6)栅极沉积:利用光刻和蒸发技术将栅极沉积在金属电极上。
有机薄膜晶体管工作原理

有机薄膜晶体管工作原理# 有机薄膜晶体管工作原理## 1. 引言嘿,你有没有想过,现在那些超酷炫的电子设备,像柔性显示屏、电子标签啥的,它们背后的小秘密是什么呢?这里面啊,有机薄膜晶体管可是个大功臣。
今天呢,咱们就来一起深挖有机薄膜晶体管工作原理的那些事儿,从最基础的概念到实际的应用,让你彻底搞明白。
在这过程中,咱们会先了解它的基本概念和理论背景,再详细剖析它的运行机制,还会看看它在日常生活和高端技术中的应用,也会聊聊大家对它可能存在的误解,最后再给大家补充点相关的有趣知识。
## 2. 核心原理2.1基本概念与理论背景说白了,有机薄膜晶体管(OTFT)就是一种晶体管。
那晶体管又是啥呢?就好比是一个小开关,能控制电流的通断。
有机薄膜晶体管的特别之处在于它用的是有机材料来制作半导体层,这个半导体层就像一个交通指挥员,对电流的流动起着关键的调控作用。
这个概念最早是从传统的晶体管发展来的。
传统晶体管用的是无机材料,像硅啊什么的。
随着科技发展,科学家们就开始琢磨,能不能用有机材料来做晶体管呢?因为有机材料有很多优点,比如说柔韧性好、成本低、容易加工成薄膜等。
从提出这个想法到现在,经过了很多科学家的不断研究和改进,有机薄膜晶体管的性能也越来越好了。
2.2运行机制与过程分析咱们来详细说说有机薄膜晶体管是怎么工作的。
想象一下,有机薄膜晶体管就像一个小工厂,有三个主要的部分:源极、漏极和栅极。
源极就像是货物的发货地,漏极就像是收货地,而栅极呢,就像是控制货物运输通道开关的管理员。
当没有电压施加在栅极的时候,从源极到漏极的电流通道是关闭的,就好像货物运输的道路被堵住了。
当在栅极施加一个电压的时候,就像管理员收到了开启道路的指令,这个时候,在源极和漏极之间就会形成一个导电通道,电流就可以从源极流向漏极了。
这个导电通道的形成呢,是因为在栅极电压的作用下,有机半导体层里的电荷分布发生了变化,就像是把原本杂乱无章的人群(电荷)整理出了一条通道一样。
薄膜晶体管与mos管

薄膜晶体管与MOS管1. 引言薄膜晶体管(Thin-Film Transistor,简称TFT)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET)是现代电子器件中常见的两种类型的晶体管。
本文将介绍这两种晶体管的结构、工作原理、特点以及应用领域。
2. 薄膜晶体管(TFT)2.1 结构薄膜晶体管是一种由多个层次组成的结构,主要包括:底部基板、栅极、源极、漏极和薄膜半导体层。
其中,底部基板通常由玻璃或塑料材料制成,栅极和源漏极则由导电材料如金属制成。
薄膜半导体层常使用非单晶硅或非晶硅材料制备。
2.2 工作原理在TFT中,通过在栅极上施加电压来控制源漏极之间的电流流动。
当栅极施加正电压时,电场会使得薄膜半导体层中的载流子(电子或空穴)被引入或排斥,从而改变了源漏极之间的电流。
这种控制电流的能力使得TFT在显示技术中得到广泛应用。
2.3 特点•高度集成化:TFT可以制备成非常小尺寸的晶体管,从而实现高度集成化的电路设计。
•低功耗:TFT在非工作状态下几乎不消耗能量,因此具有较低的功耗。
•高分辨率:TFT显示器具有高分辨率和良好的色彩表现力,适用于高质量图像显示。
2.4 应用领域薄膜晶体管主要应用于平面显示器(如液晶显示器)、触摸屏、光伏电池等领域。
其中,液晶显示器是最常见的应用之一,其通过控制每个像素点上TFT的导通与否来实现图像显示。
3. MOS管(MOSFET)3.1 结构MOS管是一种由金属-氧化物-半导体结构组成的晶体管。
它包括了栅极、源极、漏极和氧化物层。
栅极和源漏极由金属材料制成,氧化物层通常由二氧化硅(SiO2)构成。
3.2 工作原理在MOS管中,栅极施加的电压可以改变氧化物层下半导体中的电荷分布情况,从而调控源漏极之间的电流。
当栅极施加正电压时,形成了一个正电荷区域,吸引了负载流子(电子)。
tft 工作原理

tft 工作原理
TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)是一种用于液晶显
示器的关键技术,其工作原理主要涉及薄膜晶体管的操作方式和液晶分子的取向控制。
在TFT液晶显示器中,每个像素点都对应着一个薄膜晶体管,这种晶体管一般采用非晶硅或多晶硅材料制成。
晶体管的作用是根据控制信号来控制液晶分子的排列方式,从而实现像素点的亮度和颜色的改变。
薄膜晶体管由四个主要部分组成:源极、栅极、漏极和薄膜。
液晶显示器中的每个像素点都有一个对应的薄膜晶体管,通过控制这些晶体管的开关状态,可以控制液晶分子的取向。
具体来说,液晶分子可以根据电场的方向调整自身的取向。
当薄膜晶体管处于导通状态时,电流会流过源极和漏极之间的通道,形成一个电场。
这个电场会使得液晶分子排列成垂直于平面的方式,从而使得光无法通过液晶分子。
当薄膜晶体管被关闭时,通道中的电流停止流动,液晶分子会逐渐恢复到一种可以让光通过的排列方式。
通过控制晶体管的开关状态,可以改变液晶分子的排列方式,进而实现对像素点亮度和颜色的控制。
除了薄膜晶体管,TFT液晶显示器中还包括其他关键元件,如面板基板、扫描电路和数据电路等。
这些元件共同作用,使得TFT液晶显示器能够准确地显示出图像和文字。
总的来说,TFT液晶显示器的工作原理是通过控制薄膜晶体管的开关状态来调整液晶分子排列方式,从而实现像素点的亮度和颜色的改变。
薄膜晶体管原理与应用

目录第一章绪论1.1引言1.2研究背景第二章薄膜晶体管的结构与基本原理2.1薄膜晶体管结构2.2薄膜晶体管工作原理23薄膜晶体管主要性能参数第三章薄膜晶体管应用3.1薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)3.1.1 TFT-LCD 概述3.1.2TFT-LCD工作原理3・2有机发光二极管(OLED)3.2.1 OLED 概述3.2.2 OLED工作原理第四章前景展望第一章绪论1.1引言人类对薄膜晶体管(TFT)的研究工作己经有很长的历史。
早在1925年,Julius Edger Lilienfeld首次提岀结型场效应晶体管(FET)的基本定律,开辟了对固态放大器的研究。
1933年,Lilienfeld 乂将绝缘栅结构引进场效应晶体管(后來被称为MISFET)。
1962年,Weimer用多晶CaS薄膜做成TFT:随后,乂涌现了用CdSe、InSb、Ge等半导体材料做成的TFT器件。
二十世纪八十年代,基丁低费用、大阵列显示的实际需求,TFT的研究广为兴起。
1973年,Brody等人首次研制出有源矩阵液晶显示(AMLCD),并用CdSe TFT作为开关单元。
随着多晶硅掺杂工艺的发展,1979年LeComber. Spear和Ghaith用a-Si:H做有源层,做成如图1所示的TFT器件。
后來许多实验室都进行了将AMLCD以玻璃为衬底的研究。
二十世纪八十年代,硅基TFT在AMLCD中有着极重要的地位,所做成的产品占据了市场绝大部分份额。
1986年Tsumura等人酋次用聚曝吩为半导体材料制备了有机薄膜晶体管(0TFT) , 0TFT技术从此开始得到发展。
九十年代,以有机半导体材料作为活性层成为新的研究热点。
由于在制造工艺和成本上的优势,0TFT被认为将來极可能应用在LCD、0LED的驱动中。
近年來,0TFT的研究取得了突破性的进展。
1996年,飞利浦公司采用多层薄膜叠合法制作了一块15 微克变成码发生器(PCG):即使当薄膜严重扭曲,仍能正常工作。
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目录第一章绪论1.1引言1.2研究背景第二章薄膜晶体管的结构与基本原理2.1 薄膜晶体管结构2.2 薄膜晶体管工作原理2.3 薄膜晶体管主要性能参数第三章薄膜晶体管应用3.1薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)3.1.1 TFT-LCD概述3.1.2 TFT-LCD工作原理3.2有机发光二极管(OLED)3.2.1 OLED概述3.2.2 OLED工作原理第四章前景展望第一章绪论1.1 引言人类对薄膜晶体管(TFT)的研究工作已经有很长的历史。
早在1925 年, Julius Edger Lilienfeld 首次提出结型场效应晶体管(FET)的基本定律,开辟了对固态放大器的研究。
1933 年,Lilienfeld 又将绝缘栅结构引进场效应晶体管(后来被称为MISFET)。
1962 年,Weimer 用多晶 CaS 薄膜做成TFT;随后,又涌现了用CdSe、InSb、Ge 等半导体材料做成的TFT 器件。
二十世纪六十年代,基于低费用、大阵列显示的实际需求,TFT 的研究广为兴起。
1973 年,Brody 等人首次研制出有源矩阵液晶显示(AMLCD),并用CdSe TFT 作为开关单元。
随着多晶硅掺杂工艺的发展,1979 年LeComber、 Spear 和Ghaith 用a-Si:H 做有源层,做成如图1 所示的TFT 器件。
后来许多实验室都进行了将AMLCD以玻璃为衬底的研究。
二十世纪八十年代,硅基TFT 在AMLCD 中有着极重要的地位,所做成的产品占据了市场绝大部分份额。
1986 年Tsumura 等人首次用聚噻吩为半导体材料制备了有机薄膜晶体管(OTFT),OTFT 技术从此开始得到发展。
九十年代,以有机半导体材料作为活性层成为新的研究热点。
由于在制造工艺和成本上的优势,OTFT被认为将来极可能应用在LCD、OLED 的驱动中。
近年来,OTFT 的研究取得了突破性的进展。
1996 年,飞利浦公司采用多层薄膜叠合法制作了一块15 微克变成码发生器(PCG);即使当薄膜严重扭曲,仍能正常工作。
1998 年,IBM 公司用一种新型的具有更高的介电常数(17.3)的无定型金属氧化物锆酸钡作为并五苯有机薄膜晶体管的栅绝缘层,使该器件的驱动电压降低了4V,迁移率达到0.38cm2V-1 s-1。
1999 年,Bell实验室的Katz 和他的研究小组制得了在室温下空气中能稳定存在的噻吩薄膜,并使器件的迁移率达到0.1 cm2V-1 s-1。
Bell 实验室用并五苯单晶制得了一种双极型有机薄膜晶体管,该器件对电子和空穴的迁移率分别达到2.7cm2V-1s-1 和1.7cm2V-1 s-1,这向有机集成电路的实际应用迈出了重要的一步。
最近几年,随着透明氧化物研究的深入,以ZnO、ZIO 等半导体材料作为活性层制作薄膜晶体管,因性能改进显著也吸引了越来越多的兴趣。
器件制备工艺很广泛,比如:MBE、CVD、PLD 等,均有研究。
ZnO-TFT 技术也取得了突破性进展。
2003 年,Nomura等人使用单晶InGaO3 (ZnO)5 获得了迁移率为80 cm2V-1 s-1 的TFT 器件。
美国杜邦公司采用真空蒸镀和掩膜挡板技术在聚酰亚铵柔性衬底上开发了ZnO-TFT,电子迁移率为50 cm2V-1 s-1。
这是在聚酰亚铵柔性衬底上首次研制成功了高迁移率ZnO-TFT,这预示着在氧化物TFT领域新竞争的开始。
2005 年,Chiang HQ等人利用ZIO 作为活性层制得开关比为107 薄膜晶体管。
2006 年,ChengH C等人利用CBD 方法制得开关比为105 、迁移率为0.248cm2V-1s-1 的TFT,这也显示出实际应用的可能。
1.2 研究背景薄膜材料是指厚度介于单原子分子到几毫米间的薄金属或有机物层。
当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时,我们称这样的固体或液体为膜。
薄膜材料具有良好的韧性、防潮性和热封性能,应用非常广泛。
例如:双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、低密度聚乙烯薄膜(LDPE)、聚酯薄膜(PET)、镀铝薄膜、半导体氧化物薄膜等等。
近几年来,以氧化锌、氧化铟、氧化锡等半导体氧化物及其合金为有源层的透明薄膜晶体管备受关注,并已取得了突破性进展。
这些氧化物是优异的光电材料,具有高光学透过率、生长温度低、击穿电压高、电子迁移率高等优点,从而可以获得更好、成本更低的薄膜晶体管,并且也为新型薄膜晶体管的发展带来了契机。
氧化物薄膜晶体管作为极具发展潜力的新型薄膜晶体管,具备了许多传统TFT无法比拟的优点,但是也存在诸多问题有待进一步解决。
例如,如何解决外界环境对器件性能的影响,优化工艺从而降低成本,如何制作出性能优越、具有实用价值的器件等,这些都是现在研究面临的问题。
20世纪平板显示技术的出现,把人类带入了信息社会,人类社会从此发生了质的飞跃。
而平板显示的核心元件就是薄膜晶体管TFT(Thin Film Transistor)。
将半导体氧化物作为有源层来制作TFT用于平板显示中,不仅能获得较高迁移率,器件性能优越,而且制造工艺简单、低温下可以获得,显示出了巨大的应用前景。
本文综述了薄膜材料的制备方法,薄膜晶体管的发展历程与应用以及其结构、工作原理和测试表征方法。
第二章薄膜晶体管的结构与基本原理2.1 薄膜晶体管结构TFT的结构有很多种分类形式,例如可以分为共面型、反共面型和错列型和反错列型等。
但总的来说目前被广泛研究的TFT结构一般可以分为两类:底栅型结构和顶栅型结构。
底栅型结构就是栅极在最底层,紧贴着衬底,往上依次是绝缘层、有源层和源漏电极。
项栅型结构就是栅极在最上面,紧贴着衬底的是源漏电极,往上然后依次是有源层、绝缘层和栅极,如图2.1所示。
图2.1 薄膜晶体管结构示意图目前大部分实用的TFT器件都采用的是底栅型结构。
因为底栅型结构的TFT金属栅极和绝缘层薄膜可以用来作为半导体层薄膜的光学保护层,以防止背光源发出的光照射到半导体层所产生的光生载流子而破坏半导体层的电学特性。
因此,底栅型结构一般要比项栅型结构的TFT性能稳定,目前被广泛应用。
但项栅型的TFT制造工艺简单,所需光刻版数量少,成本低,在某些场合也被用到。
2.2 薄膜晶体管的基本原理薄膜晶体管的结构和工作原理与场效应管(MOSFET)类似,因此我们可以通过对MOSFET工作原理的理解来了解TFT的工作原理。
MOSFET由金属栅极G,绝缘层,半导体层沟道,源极S和漏极D共同组成。
其特点主要是在金属栅极与沟道之间有一层绝缘层,通过栅极上的电压V GS产生纵向电场,改变导电沟道厚度,达到控制源漏电流的目的。
所以它是一种电压控制电流型器件。
根据导电沟道类型的不同,MOSFET可以分为n型和P型,n型是通过自由电子导电,而P型TFT是通过空穴导电;根据导电方式的不同,MOSFET又分为增强型和耗尽型,两者的区别仅是在无外加电压时,前者无导电沟道,而后者已存在原始的导电沟道。
以n型增强型晶体管为例,晶体管在正常工作时,各个电极之间必须加上合适的工作电压才能发挥其控制作用,通常在栅源极加控制电压V GS (使V GS>O),漏源极加电压V DS (V DS>0),其输出特性大致可以分为四个区域:①夹断区:首先定义开始形成导电沟道所需的最小栅极电压V GS为开启电压V TH,当V GS<V TH时,源漏极之间没有形成导电沟道,源漏极间呈现高阻,源漏电流I DS≈O,成为夹断区或截止区。
对n型增强型晶体管,V TH>O,n型耗尽型晶体管V TH<0。
②可变电阻区:当V GS>V TH且V DS<V GS-V TH时,此时导电沟道畅通,源漏极之间相当于一个电阻,在V GS一定时,沟道电阻也一定,I DS随着V DS增大而线性增大。
③恒流区:当V GS>V TH时,由于沟道电阻的存在,I DS沿沟道方向上产生的电压降使沟道上电场产生不均匀分布,近漏极端电压较低,为V GD=V GS-V DS,当V DS增加到使V GD=V GS-V DS=V TH时,漏极端沟道消失,这种现象称为预夹断,此时V DS=V GS-V TH,这时即使增大V DS,I DS也基本恒定,源漏极电流I DS趋向饱和,呈现出恒流特。
④击穿区:如果继续增大V DS到一定值后,源漏电极之间会发生击穿,源漏电流I DS急剧上升,晶体管可能被损坏。
MOSFET场效应管电流计算公式可以表示如下:V GS<V TH, I DS=0; (2-1)V DS<V GS−V TH, I DS=μn C WL(V GS−V TH)V DS (2-2)V DS>V GS−V TH, I DS=μn C W2L (V GS−V TH)2(2-3)公式中V TH是器件的开启电压,即器件进入开启状态时栅极的电压。
C是绝缘层的单位面积电容,可以表示为C=ε/d, ε为绝缘层的介电常数,d是绝缘层厚度,W/L 是器件的宽长比,μn 是器件的场致迁移率。
2.3 薄膜晶体管主要性能参数(1)场效应迁移率场效应迁移率是TFT 器件的重要参数。
迁移率是指载流子电子与空穴在 单位电场作用下的平均漂移速度,即载流子在电场用处下运动速度快慢的量度。
迁移率越大,运动得越快;迁移率小,运动得慢。
(2)开关比I ON /I OFF开关比是TFT 又一重要参数,在数值上等于器件的开态电流(Ion)与关态电流(Ioff)之比。
用于显示器件时,要求开关器件处于开态时对液晶象素有较快的写入速度,从而保证对图像信号的正确显示。
这就要求作为开关元件的TFT 具有较高的开态电流。
关态电流与充电速率和象素电荷的保持率有关,关态电阻越大,即关态电流越小,其象素电荷的维持时间越长。
(3)阈值摆幅STFT 的亚阈值摆幅定义为漏电流增加一个数量级所对应的栅压,可以表示 S=)log(D GS I d dV 亚阈值摆幅S 可以很直观的看出器件的栅极电压调控能力,S 越大,说明调控能 力越弱,即每增加一个数量级的漏电流所需要的栅压就越大。
S 越小,晶体管的 栅压调控能力就越强。
(4) 阈值电压V TH当栅极上施加的电压不够高,低于某电压时,薄膜晶体管处于截止状态,源 漏电流很小,也就是从源极到漏极是阻断的,几乎没有工作电流。
只有当栅极电 压高于某一电压值后管子才会开启,形成工作电流,这个电压称为阈值电压,或 开启电压,同V TH 表示。
n 型增强型晶体管V TH >O ;P 型增强型晶体管V TH <O 。
(5) 栅极击穿电压在TFT 晶体管中,栅极与沟道之间隔着一层绝缘层,这种结构和电容结构 一样,当栅极电压或栅漏电压值超过一定限度时,就会引起绝缘层的击穿,使栅极和沟道发生短路现象。