Παράδειγμα 3.6 Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Παράμετροι του n-MOS: Πυκνότητα ντοπαρίσματος υποστρώματος: NA=1016cm-3 Πυκνότητα ντοπαρίσματος πύλης: ND(πύλης)=2x1020cm-3 Πάχος οξειδίου πύλης: tox=50nm Σταθερή πυκνότητα οξειδίου διεπαφής: NOX=4x1010cm-2 Πυκνότητα ντοπαρίσματος διάχυσης πηγής και υποδοχής ND=1017cm-3 Η περιοχή καναλιού εμφυτεύεται με προσμίξεις p-τύπου για να ρυθμιστεί η τάση κατωφλίου: Συγκέντρωση προσμίξεων: NΙ=2x1011cm-2 Το βάθος της επαφής των περιοχών διάχυσης πηγής και υποδοχής είναι: xj=1.0μm. Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Ζητείται: Να σχεδιαστεί η μεταβολή της μηδενικά πολωμένης τάσης κατωφλίου ως συνάρτηση του μήκους καναλιού. (υποθέστε ότι VDS=VSB=0). Να υπολογιστεί η τάση κατωφλίου για L=0.7μm, VDS=5V και VSB=0V. Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

(έχει υπολογιστεί στο παράδειγμα 3.2) Παράδειγμα 3.6 Λύση: Αρχικά θα υπολογίσουμε την τάση κατωφλίου (μηδενικής πόλωσης) χωρίς κανάλι. Στην συνέχεα θα λάβουμε υπόψη την επίδραση, στην τάση κατωφλίου, που θα έχουν οι p-τύπου προσμίξεις στο κανάλι και τέλος την επίδραση που θα έχει το κανάλι, αν αυτό είναι μικρού μήκους. Η τάση κατωφλίου, μηδενικής πόλωσης, χωρίς την εμφύτευση προσμίξεων είναι: (έχει υπολογιστεί στο παράδειγμα 3.2) Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

p-τύπου θα αυξήσει την τάση κατωφλίου Παράδειγμα 3.6 Η πρόσθετη εμφύτευση προσμίξεων p-τύπου θα αυξήσει την τάση κατωφλίου κατά: Η νέα τάση κατωφλίου μηδενικής πόλωσης καναλιού μεγάλου μήκους θα είναι: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Το κανάλι μικρού μήκους θα επιφέρει μείωση της τάσης κατωφλίου. Παράδειγμα 3.6 Το κανάλι μικρού μήκους θα επιφέρει μείωση της τάσης κατωφλίου. Η νέα τάση υπολογίζεται με την χρήση της: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Η ενσωματωμένη τάση επαφής πηγής και υποδοχής Παράδειγμα 3.6 Η ενσωματωμένη τάση επαφής πηγής και υποδοχής είναι: Για μηδενικά πολωμένη (VDS=0V) υποδοχή το βάθος των περιοχών απογύμνωσης στην επαφή πηγής και υποδοχής δίνεται από την σχέση: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Και η μετατόπιση τάσης κατωφλίου ΔVΤO που οφείλεται στα αποτελέσματα του καναλιού μικρού μήκους συνάρτηση του μήκους καναλιού L γίνεται: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Τελικά η μηδενικά πολωμένη τάση κατωφλίου είναι: Παράδειγμα 3.6 Τελικά η μηδενικά πολωμένη τάση κατωφλίου είναι: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Πιο κάτω παρουσιάζεται γραφικά η μεταβολή της τάσης κατωφλίου ως προς το μήκος του καναλιού: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Παρατηρήσεις: Η τάση κατωφλίου μειώνεται κατά τουλάχιστον 50% για μήκη καναλιών στην περιοχή υπό-μικρού, ενώ πλησιάζει την τιμή των 0,8V για μεγαλύτερα μήκη καναλιών. Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Για τάση υποδοχής-πηγής VDS=5V, το βάθος απογύμνωσης υποδοχής είναι: Παράδειγμα 3.6 Υπολογισμός τάσης κατωφλίου για L=0.7μm, VDS=5V και VSB=0V: Για τάση υποδοχής-πηγής VDS=5V, το βάθος απογύμνωσης υποδοχής είναι: Και το βάθος απογύμνωσης πηγής είναι: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Η προκύπτουσα μετατόπιση της τάσης κατωφλίου είναι: Τελικά η τάση κατωφλίου του τρανζίστορ MOS, καναλιού μικρού μήκους γίνεται: Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149

Παράδειγμα 3.6 Παρατηρήσεις: Το βάθος της περιοχής απογύμνωσης επαφής υποδοχής αυξάνεται με την τάση VDS. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται ακόμα περισσότερο η τάση κατωφλίου. (στην προηγούμενη περίπτωση όπου η VDS=0V, η αντίστοιχη τάση κατωφλίου ήταν VTO=0,584V). Τιμοθέου Τιμόθεος Α.Μ. 6149