Argomento di discussione: nozioni di base sui MOSFET
- Cos'è il MOSFET?
- Nozioni di base sui MOSFET
- Tipi di MOSFET
- Principio di funzionamento del MOSFET
- Applicazione di MOSFET
- Diversi effetti di canale nelle basi dei MOSFET
Cos'è il MOSFET?
Definizione di MOSFET:
"I Effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo-transistore (MOSFET), è una forma di transistor ad effetto di campo a gate isolato costituito da semiconduttori a base di silicio ossidato controllabili ”.
Diversi tipi di MOS:
- · MOSFET a canale P.
- · MOSFET a canale N
Diversi tipi di dispositivi MOSFET:
- · MOSFET in modalità avanzata
- · MOSFET in modalità di esaurimento
Simbolo MOSFET
Principio di funzionamento del MOSFET:
Nozioni di base sui MOSFET
Un FET funziona come un canale semiconduttore conduttivo con 2 contatti: "SOURCE" e DRAIN. La giunzione GATE potrebbe essere intesa come un circuito a 2 terminali come una struttura MOS che funziona come una modalità di polarizzazione inversa rettificante. Di solito, l'impedenza del GATE è più alta nelle classiche situazioni di lavoro.
I FET secondo questi standard sono in genere MOSFET, JFET, FET metallo-semiconduttore (MESFET) e FET eterostruttura. Di questi FET, il MOSFET è uno dei più significativi e comunemente utilizzato per varie applicazioni.
In un MOSFET a base di silicio, il terminale GATE è normalmente isolato da uno specifico strato di SiO2. I portatori di carica del canale conduttivo sviluppano una carica opposta, in tal caso, substrato di tipo p per un canale n e "fori" per substrato di tipo n per il canale p. Ciò sarà indotto nel semiconduttore sul bordo dell'isolatore di silicio dal volt applicato nel terminale GATE. L'e- entrerà e uscirà dal canale in corrispondenza dei terminali di source e drain n + che coincidono per un transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido metallico a canale n. Questi saranno contatti p + durante il transistor ad effetto di campo semiconduttore-ossido di metallo di tipo p.
Image credit: Willtron, Transistor e disipador, CC BY-SA 3.0
Strato MOSFET
Implementazione del MOSFET:
I transistor ad effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo funzionano come circuito discretizzato e anche come elemento attivo. Al momento, questi circuiti sono ridimensionati nella gamma profonda del micrometro. Al momento, viene utilizzato lo standard CMOS del nodo tecnologico standard da 0.13 micrometri VLSI tecnologia e, in futuro, sarà presente la tecnologia del misuratore da 0.1 micrometri, con un certo aggiornamento della velocità e del range di integrazione.
La tecnologia CMOS si associa al transistor a effetto di campo semiconduttore di ossido di metallo a canale n e canale p per consumare molta meno energia senza limitare la velocità di esecuzione. La nuova tecnologia SOI realizza un'integrazione tridimensionale con più livelli, con un aumento elettrizzante della stupidità di integrazione. Strutture nuove e arricchite e la combinazione della tecnologia Bi-CMOS probabilmente porteranno a ulteriori miglioramenti. Una delle aree emergenti del CMOS riguarda la variabilità delle applicazioni, dal dispositivo audio con portata di kHz alle moderne applicazioni wireless gestite a una portata di GHz.
Effetto canale corto in MOSFET:
Di solito le dimensioni FET sono valutate dalle proporzioni del dispositivo. Questo è il rapporto tra la lunghezza della porta rispetto alla misura verticale attiva di FET. La dimensione perpendicolare per l'ampiezza dell'ossido è misurata come parametro di, la profondità della giunzione di sorgente e drenaggio è considerata come parametro rj. Le profondità di svuotamento della giunzione di sorgente e drenaggio sono definite dal parametro Ws ed Wd rispettivamente. Il rapporto di aspetto basso è identico alle caratteristiche del canale corto.
L <Lverbale(µm) = 0.4 [rj(µm) di(Å) (Wd + Ws)2(µm2)]1/3
Quando L è minore di Lverbale,.
La tensione di soglia del transistor a effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo è considerata come VT . Questa tensione sarà influenzata in diversi modi dal controllo del cancello. Generalmente, le cariche di esaurimento vicine alla sorgente e al drenaggio sono sotto il controllo comune. La carica svilupperà una porzione moderatamente superiore del vettore di carica GATE. La carica di esaurimento vicino al drenaggio si gonfia con l'aumento della tensione di polarizzazione drain-source, causando un ulteriore VDS-dipendente spostamento della tensione di soglia .
La VT è una sorta di barriera combinata con il vettore iniettato dalla sorgente alla direzione del canale. Questa barriera è notevolmente regolata mediante l'uso di una tensione di polarizzazione di drenaggio. Nel canale n Transistor ad effetto di campo, il drain sta abbassando la tensione di soglia e un aumento simultaneo della corrente di soglia con l'aumento VDS.
Effetto di campo elevato del MOSFET:
In caso di polarizzazione drain-source di un transistor ad effetto di campo cresce verso la tensione di saturazione del drain che viene definita 'VSAB'ovunque venga creata una gamma di campo elettrico più elevato vicino allo scarico. La velocità di e- in quella regione si satura. Nella regione di saturazione, la lunghezza considerata come ∆L dell'alto campo aumenta nel corso della sorgente al crescere di VDS, e si comporta come se la lunghezza effettiva del canale fosse diminuita del parametro ∆L. Questo fenomeno è intitolato come la modulazione della lunghezza del canale o semplicemente definito come CLM nelle basi del MOSFET. I successivi collegamenti di manifestazione semplificati di VDS alla lunghezza della regione satura è la seguente:
VDS = VP + Vα [exp (Δl / l) -1]]
dovunque Vp, Vαe l sono parametri correlati alla velocità di saturazione elettronica. Qui, Vp è il potenziale nel punto di saturazione del canale, comunemente stimato dal parametro VSAB. Questo accordo si ottiene tra le potenziali sintesi acquisite dal modello di simulazione 2D di un MOSFET a canale N.
Effetti portante caldo:
L'effetto portante caldo è una delle preoccupazioni più importanti quando si riduce la dimensione del FET nel sub-micrometro profondo, poiché riduce la lunghezza del canale mantenendo alti livelli di alimentazione. Questi sono aumentati all'intensità del campo elettrico e ai motivi per accelerare e riscaldare i vettori carichi. Un modello completo per la corrente del substrato è molto difficile per la modellazione a livello di circuito.
Dipendenza dalla temperatura e autoriscaldamento:
La circuiteria di base del MOSFET è funzionale in diversi ambienti, inclusi diversi intervalli di temperatura. Anche il calore creato dalla dissipazione di potenza in un circuito è significativo ed è necessario considerare anche l'aumento della temperatura per la progettazione del circuito. Il design risulta essere sempre più difficile poiché le dimensioni del dispositivo stanno diventando molto piccole e la dissipazione di potenza aumenta con le diverse modalità di funzionamento. Le caratteristiche termiche sono ampiamente studiate da vari modelli.
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Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.
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