ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
αναγνωρίζει μια ημιτονοειδή κυματομορφή
Advertisements

Tάσος Μπούντης Τμήμα Μαθηματικών Πανεπιστήμιο Πατρών
3.0 ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 3.2 ΠΥΚΝΩΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ.
Δυναμική συμπεριφορά των λογικών κυκλωμάτων MOS
ΠΕΤΡΟΓΕΝΕΣΗ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ
Χωρητικότητα Ο μαθητής να μπορεί να, ΣΤΟΧΟΣ :. Σ’ αυτό το κεφάλαιο θα εισαγάγουμε ένα νέο απλό στοιχείο κυκλώματος του οποίου οι σχέσεις τάσης- έντασης.
Κύκλωμα RLC Ζαχαριάδου Κατερίνα ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ.
ΘΥΡΙΣΤΟΡ (SCR) ΝΑ ΣΧΕΔΙΑΖΕΙ ΤΟ ΣΥΜΒΟΛΟ ΚΑΙ ΝΑ ΑΝΑΦΕΡΕΙ
ΕΝΟΤΗΤΑ 3Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ CMOS
Κεφάλαιο 24 Χωρητικότητα, Διηλεκτρικά, Dielectrics, Αποθήκευση Ηλεκτρικής Ενέργειας Chapter 24 opener. Capacitors come in a wide range of sizes and shapes,
Φράγματα echelle Είναι φράγματα περίθλασης των οποίων κύριο γνώρισμα είναι η μεγάλη διακριτική ικανότητα τους για μεγάλο αριθμό τάξης περίθλασης, όπως.
5. ΕΙΔΙΚΕΣ ΔΙΟΔΟΙ 5.1 Δίοδος Ζένερ.
(α) αναφέρει τι ονομάζεται διηλεκτρικό υλικό,
ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗ Power Factor cosφ.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΝΑΝΟΝΗΜΑΤΩΝ ΠΥΡΙΤΙΟΥ
ΧΡΗΣΗ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική
ΗΥ231 – Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ.
Π ΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Δ ΥΤΙΚΗΣ Μ ΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων 2013 Μάθημα 3 ο Δ. Γ. Τσαλικάκης.
Μετασχηματισμός Fourier Διακριτού Χρόνου Δειγματοληψία
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΨΗΛΩΝ ΤΑΣΕΩΝ
Ενότητα 8η: Η ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΓΡΑΜΜΗ
ΠΥΚΝΩΤΗΣ ΣΤΟΧΟΙ Να μπορείτε να, (α) Αναφέρετε τι είναι πυκνωτής
ΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ.
ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ.
ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
Ηλεκτρόδια Καθόδου Ηλεκτρόδιο Πύλης Ημιαγωγός Επαφή με άνοδο.
1 ΕΠΑΛ ΑΓΡΙΝΙΟΥ Ερευνητική Εργασία ΑΤ2 Καθηγητής: Τσαφάς Α. Σχ. Ετος Θέμα: Μετατροπή του ήχου σε ηλεκτρικά σήματα και αντίστροφα.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ (Rabaey et al Example 5-16) Γιώργος Σαρρής6631 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ.
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II Καθ. Πέτρος Π. Γρουμπός Διάλεξη 8η Στοχαστικά Σήματα - 1.
Συμπληρωματική Πυκνότητα Ελαστικής Ενέργειας Συμπληρωματικό Εξωτερικό Έργο W: Κανονικό έργο Τελικές δυνάμεις Ρ, τελικές ροπές Μ, ολικές μετατοπίσεις δ.
Τεχνολογία προηγμένων ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΚΝΩΤΩΝ
Hλεκτρικά Κυκλώματα 5η Διάλεξη.
Ηλεκτρονική MOS Field-Effect Transistors (MOSFETs) (I) Φώτης Πλέσσας
ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΙ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ.
P-n Junction Capacitance Όνομα Α.Μ. Έτος Κεττένης Χρίστος 6435 E΄
Πτυχιακή Εργασία: Γκεριτζής Σταύρος (2315) Τσακαλάκης Απόστολος (1416)
ΘΥΡΙΣΤΟΡ (SCR) ΣΤΟΧΟΙ Να μπορείτε να,
Ηλεκτρονικός Αντιστροφέας Ισχύος Μονοφασικός Αντιστροφέας με Θυρίστορ
Ηλεκτρονικά Ισχύος Κωνσταντίνος Γεωργάκας.
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ
Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 10.4 Στόχος του παραδείγματος αυτού είναι να υπολογίσουμε το πάχος του oxide για μια συγκεκριμένη τάση threshold.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Ενισχυτές με Ανασύζευξη-Ανάδραση
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ BODE ΜΕΤΡΟΥ ΚΑΙ ΦΑΣΗΣ
Εισαγωγή στο Γραμμικό Προγραμματισμό
Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΑΠΕ 2016
ΠΟΛΥΜΕΤΡΑ (MULTIMETERS)
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3.10 Σωτήρης Δημητρίου 6417.
Σχεδίαση CMOS Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
Τεχνολογία προηγμένων ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων
Παράδειγμα 3.2 Υπολογίστε την τάση threshold (VT0) όταν VSB=0, με πύλη πολυπυριτίου, n_type κανάλι MOS transistor με τις ακόλουθες παραμέτρους: Πυκνότητα.
Τεχνολογία Προηγμένων Ψηφιακών Κυκλωμάτων & Συστημάτων (10ο εξάμηνο)
Χωρητικότητα πύλης - καναλιού ως συνάρτηση του βαθμού κορεσμού.
Θεωρούμε σχεδόν ιδανική TDR μορφή για είσοδο και γραμμή μεταφοράς με συγκεντρωτικές ασυνέχειες στο κέντρο της που εμφανίζονται ως παράλληλη χωρητικότητα.
Work function differences
Από το βιβλίο του Sung-Mo Kang: Aνάλυση και Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων CMOS   Όνομα : Τσιμπούκας Κων/νος ΑΜ : 6118 Παράδειγμα 3.7.
ΟΝΟΜΑ: ΧΡΙΣΤΟΣ ΧΡΙΣΤΟΥ Α.Μ: 6157 ΕΤΟΣ: Ε΄
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Παραδειγμα 3.8 ςελ. 192 Kang.
ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ
ΦΑΣΗ φ ΤΗΣ ΑΠΛΗΣ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ
ΙΣΧΥΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ
ΑΝΤΟΧΗ ΠΛΟΙΟΥ ΙI Eνότητα: Λυγισμός ορθογωνικών ελασμάτων
Αντίσταση αγωγού.
Περιγραφή: Ενισχυτής audio με το LM358
Μεταγράφημα παρουσίασης:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΗΓΜΕΝΩΝ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Υπολογισμός Χαρακτηριστικών Χωρητικοτήτων MOS πυκνωτή Γιώργος Σαρρής 6631

Υπολογισμός χωρητικότητας οξειδίου Cox Η χωρητικότητα του οξειδίου είναι μία πολύ σημαντική ποσότητα για τον MOS πυκνωτή καθώς είναι η χωρητικότητα που αυτός παρουσιάζει στις καταστάσεις συσσώρευσης και αντιστροφής.

Υπολογισμός χωρητικότητας οξειδίου Cox Εφαρμόζοντας αρνητική τάση στην πύλη ενός MOS πυκνωτή κατασκευασμένο με χρήση p υποστρώματος, έλκουμε οπές. Επομένως στην περιοχή του ημιαγωγού πολύ κοντά στο οξείδιο έχουμε αυξημένη συσσώρευση οπών. Ο πυκνωτής βρίσκεται στην περιοχή συσσώρευσης. Για απειροστή μεταβολή της τάσης εισόδου αλλάζει απειροστά και το φορτίο του μετάλλου, καθώς και το φορτίο της περιοχής απογύμνωσης. Επομένως αφού για μεταβολή της τάσης εισόδου αλλάζει η συγκέντρωση του φορτίου στα άκρα του οξειδίου, τότε :

Υπολογισμός χωρητικότητας οξειδίου Cox Αν εφαρμόσουμε στην πύλη αρκετή τάση, το επιφανειακό δυναμικό εν τέλει φτάνει την τιμή φs=2φfp και βρισκόμαστε στο όριο απογύμνωσης – αντιστροφής. Το πλάτος της περιοχή απογύμνωσης φορέων αυξάνεται όσο αυξάνουμε την τάση εισόδου και παράλληλα έχουμε φs<2φf. Στο όριο απογύμνωσης – αντιστροφής η αύξηση του πλάτους σταματά. Επίσης ιδανικά κάθε περαιτέρω αύξηση της τάσης πύλης προκαλεί αύξηση της συγκέντρωσης φορτίων στο ηλεκτρόδιο της πύλης και στην περιοχή επαφής οξειδίου – ημιαγωγού. Επομένως και εδώ μπορούμε να πούμε:

Υπολογισμός χωρητικότητας οξειδίου Cox Στο παράδειγμά μας έχουμε p-substrate,Τ=300Κ, Νa=1016 cm-3 και πάχος οξειδίου tox = 550Å. Επομένως από την παραπάνω σχέση [Neamen 10.35, 10.36]

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Εφαρμόζοντας μια μικρή θετική τάση στην πύλη ερχόμαστε στην περιοχή απογύμνωσης. Για κάθε αύξηση της τάσης πύλης έχω αύξηση του πλάτους της περιοχής απογύμνωσης. Έχω λοιπόν μια δεύτερη χωρητικότητα που παρουσιάζεται σε σειρά με τη χωρητικότητα του οξειδίου.

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Γιατί χωρητικότητες σε σειρά (1); Εφαρμόζοντας τάση στην πύλη ισχύει η σχέση: Όπου φMS<0 (οφείλεται στη διαφορά των work functions μετάλλου και ημιαγωγού). Αντικαθιστώντας τον τελευταίο όρο η σχέση γίνεται:

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Γιατί χωρητικότητες σε σειρά (2); Παραγωγίζοντας ως προς το φορτίο (-Qs) και τα 2 μέλη έχουμε: Επομένως τελικά παίρνουμε:

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Όπου: (1) Το πλάτος της περιοχής απογύμνωσης δίνεται ως εξής: (2) φs : η διαφορά της ενέργειας Fermi μεταξύ bulk και διαχωριστικής επιφάνειας οξειδίου-ημιαγωγού. εs : η διηλεκτρική σταθερά του πυριτίου. Νa: η συγκέντρωση των αποδεκτών στο bulk.

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Χρησιμοποιούμε τη σχέση 10.33 του Neamen και η συνολική χωρητικότητα εκφράζεται ως εξής: (3) Καθώς αυξάνω την τάση της πύλης το δυναμικό φs αυξάνει (και το πλάτος της περιοχής απογύμνωσης). Για φs=2φfp το πλάτος της περιοχής απογύμνωσης παίρνει τη μέγιστη τιμή και δεν αυξάνεται άλλο.

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Η μέγιστη τιμή του πλάτους της περιοχής απογύμνωσης δίνεται από τη 2 για φs=2φfp . (4) Το δυναμικό φfp είναι η διαφορά μεταξύ της ενδογενούς και της πραγματικής ενέργειας Fermi στο bulk και δίνεται από τη σχέση: (5) Το σημείο της τάσης πύλης που αντιστοιχεί στη μεγιστοποίηση της περιοχής απογύμνωσης αντιστοιχεί σε ελαχιστοποίηση της χωρητικότητας.

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Στο παράδειγμά μας από την (5) έχουμε: Ακόμα από την (4) Και τέλος από την (3)

Υπολογισμός ελάχιστης χωρητικότητας C΄min Παρατηρούμε ότι η ελάχιστη χωρητικότητα στο όριο απογύμνωσης – αντιστροφής είναι περίπου το 1/3 της χωρητικότητας οξειδίου.

Υπολογισμός flat band χωρητικότητας Έστω ότι αρχικά εφαρμόζουμε αρνητική τάση στην πύλη. Έχουμε συσσώρευση οπών στην περιοχή του ημιαγωγού κοντά στο οξείδιο. Οι ενεργειακές μπάντες “λυγίζουν» ώστε η μορφή τους να δικαιολογεί την αυξημένη συγκέντρωση φορέων στην επαφή οξειδίου-ημιαγωγού. Καθώς αυξάνω την τάση της πύλης προς τα θετικά και πριν λάβουν χώρα φαινόμενα απογύμνωσης, υπάρχει μια τιμή αυτής για την οποία η συγκέντρωση φορέων (οπών για p υπόστρωμα) στη διεπαφή ημιαγωγού – οξειδίου είναι ίδια με τη συγκέντρωσή τους στο υπόστρωμα. Αυτή είναι η κατάσταση flat- band, κατά την οποία δεν υπάρχει κανένα λύγισμα ενεργειακών μπάντων.

Υπολογισμός flat band χωρητικότητας Η χωρητικότητα flat- band δίνεται από τη σχέση (Neamen 10.36) Για το παράδειγμά μας είναι:

Υπολογισμός flat band χωρητικότητας Παρατηρούμε ότι η χωρητικότητα αυτή είναι περίπου το 80% της χωρητικότητας του οξειδίου: Επίσης αναμένουμε η τάση πύλης, για την οποία επιτυγχάνεται να βρίσκεται μεταξύ των περιοχών συσσώρευσης και απογύμνωσης.

Υπολογισμός flat band χωρητικότητας Τέλος παρατίθεται η χαρακτηριστική χωρητικότητας – τάσης για να επαληθεύσουμε το ορθό των αποτελεσμάτων μας. Τα αποτελέσματά μας συμφωνούν με τη χαρακτηριστική (διακεκομμένη).

Υπολογισμός flat band χωρητικότητας Σε περίπτωση που η συχνότητα αυξηθεί, το φορτίο δεν προλαβαίνει να αλλάξει σύμφωνα με την αλλαγή της τάσης εισόδου. Η χωρητικότητα επομένως γίνεται συνάρτηση της συχνότητας του ac σήματος που χρησιμοποιούμε για να τη μετρήσουμε. Στην ακραία περίπτωση (μεγάλη συχνότητα) η χαρακτηριστική αλλάζει (συνεχής γραμμή).

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ