缓变沟道近似

缓变沟道近似，Gradual channel approximation（GCA）

GCA是用来分析长沟道场效应晶体管伏安特性的一种近似模型。对于JFET，GCA即是：①认为在栅结势垒中主要是垂直沟道（x方向）的电场E(x)的作用, 而沿着沟道方向（y方向）的电场E(y)很弱，即有E(x)>>E(y)，并且等位面在栅结势垒中是⊥x方向的(即与沟道平行), 则沟道宽度沿着y方向基本上不变，或者说是缓变的。于是栅结势垒宽度只受到E(x)的控制, 求解其中的Poisson方程即可得到势垒宽度。②认为在沟道中主要是电场E(y)的作用, 即有E(y)>>E(x)，并且沟道中的等位面是⊥y方向的，则沟道宽度沿着y方向是缓变的。于是沟道电流Id主要是受到E(y)的控制, 即有 Id = A(y) q μn NdE(y)。

总之, GCA就是用两组相互垂直的等位面来描述E(x)和E(y)的作用, 即是把E(x)和E(y)的作用分开来考虑，即认为栅结势垒宽度只决定于E(x),沟道电流只决定于E(y)。但是在沟道被夹断的区域, 该近似不适用(因E(y)不再缓变)；对短沟道器件, 该近似也不适用，故GCA只适用于长沟道器件。[1]