5 Tranzystor MOS Nieznany (2)

background image

T

t

T

t

T

t

T

t

Tranzystory

Tranzystory

Tranzystory

Tranzystory

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

2

background image

Struktura

Struktura

Struktura

Struktura

Struktura

Struktura

MOS

MOS

Struktura

Struktura

MOS

MOS

MOS

MOS

MOS

MOS

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

3

background image

Struktura MOS typu n

Struktura MOS typu n

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

Struktura MOS typu n

Struktura MOS typu n

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

((

))

((

))

Struktura MOS jest kondensatorem, w którym jedną okładką jest metal

(półprzewodnik), a drugą – półprzewodnik.

W półprzewodniku tupu n nośnikami większościowymi są elektronu, jest ich

więcej niż dziur.

Metal

Oxide

n

----

----

----

----

----

----

++

++

++++

Oxide

Semiconductor

----

----

----

----

----

++++

++++

Semiconductor

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

4

background image

Struktura MOS typu n

Struktura MOS typu n

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

Struktura MOS typu n

Struktura MOS typu n

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

((

))

((

))

Jeżeli do okładki metalowej przyłoży sie napięcie ujemne to naładuje się ona

elektronami, które będą odpychały elektrony w warstwie półprzewodnika a

przyciągały dziury. Przy pewnym napięciu (napięcie progowe U

T

) ilość

p y ąg y

y

y p

y

p ę

( p ę

p g

T

)

elektronów przy powierzchni półprzewodnika zrówna się z ilością dziur.

Przy napięciu |U| > |U

T

| pod tlenkiem zaczną przeważać dziury i powstanie

kanał typu p ( tzw. warstwa inwersyjna)

M t l

--

n

++++

++++

----

----

----

----

--

++++

Metal

Oxide

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

Kanał typu p

Kanał typu p

Kanał typu p

Kanał typu p

----

----

----

----

----

----

++++

++++

++++

++++

Semiconductor

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

5

++

background image

Struktura MOS typu p

Struktura MOS typu p

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

Struktura MOS typu p

Struktura MOS typu p

((Metal

Metal--Oxide

Oxide--Semiconductor

Semiconductor

))

((

))

((

))

W strukturze MOS typu p mechanizm jest podobny tylko do okładki

metalowej przykładamy napięcie dodatnie, a pod tlenkiem tworzy się kanał

typu n

yp

M t l

++

p

----

----

++++

++++

++

----

Metal

Oxide

+ + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + +

Kanał typu n

Kanał typu n

Kanał typu n

Kanał typu n

++++

++++

++++

++++

++++

++++

++++

----

----

----

----

Semiconductor

++++

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

6

--

background image

Tranzystor

Tranzystor

Tranzystor

Tranzystor

Tranzystor

Tranzystor

MOS

MOS

Tranzystor

Tranzystor

MOS

MOS

MOS

MOS

MOS

MOS

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

7

background image

Tranzystor unipolarny typu MOSFET

Tranzystor unipolarny typu MOSFET

Tranzystor unipolarny typu MOSFET

Tranzystor unipolarny typu MOSFET

N

N

P

P +

+

P

P +

+

N

P +

P +

Tranzystor normalnie wyłączony (

Tranzystor normalnie wyłączony ( tr

tr. z kanałem wzbogacanym)

. z kanałem wzbogacanym)

P

P +

+

P

P +

+

P +

P +

N

N

P

P +

+

P

P +

+

N

P +

P +

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

8

Tranzystor normalnie włączony (

Tranzystor normalnie włączony ( tr

tr. z kanałem zubożanym)

. z kanałem zubożanym)

background image

Tranzystor

Tranzystor pMOS

pMOS

Tranzystor

Tranzystor pMOS

pMOS

Tranzystor pMOS zbudowany jest z dwóch złączy pn (źródło i dren)

połączonych strukturą MOS (bramka), która przy odpowiednim napięciu

zwiera warstwy p obu złącz kanałem (warstwą inwersyjną) typu p

zwiera warstwy p obu złącz kanałem (warstwą inwersyjną) typu p.

Źródło Bramka Dren

Źródło Bramka Dren

S

Source

G

Gate

D

Drain

pp

pp

Symbol tranzystora

nMOS

Symbol tranzystora

pMOS

BBulk

G

D

G

D

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

9

6 marca 2011

S

6 marca 2011

S

background image

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor nMOS zbudowany jest z dwóch złączy np połączonych strukturą

MOS, która przy odpowiednim napięciu zwiera warstwy n obu złącz kanałem

(warstwą inwersyjną) typu n

(warstwą inwersyjną) typu n.

S

Source

G

Gate

D

Drain

nn

nn

Symbol tranzystora

nMOS

pp

BBulk

G

D

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

10

S

background image

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Wymiary kanału tranzystora MOS: L – długość kanału, W – szerokość kanału

Kanał można potraktować jako warstwę rezystywną:

im szerszy i krótszy tym posiada mniejszą rezystancję

im szerszy i krótszy, tym posiada mniejszą rezystancję.

nn

nn

L

W

S

Source

G

Gate

D

Drain

pp

nn

nn

pp

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

11

background image

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

U

U

GS

GS

== 00

1133

U

U

DS

DS

==

00

U

U

GS

GS

00

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

----

++++

++++

++++

++++

----

----

----

----

----

++++

++++

nn

nn

++++

++++

++++

++++

++++

++++

++++

----

----

----

----

----

----

----

----

----

pp

Kanał w tranzystorze nMOS powstaje po przyłożeniu do bramki napięcia

bramki napięcia

dodatniego względem źródła

dodatniego względem źródła.

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

12

Kanał w tranzystorze pMOS powstaje po przyłożeniu do bramki napięcia

ujemnego względem źródła.

background image

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

U

U

DS

DS

== 00

1133

U

U

GS

GS

== 33

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

nn

nn

----

++++

++++

++++

++++

----

----

----

----

----

----

----

----

----

pp

++++

++++

++++

++++

Po przyłożeniu napięcia pomiędzy źródłem i drenem w kanale płynie prąd

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

13

Po przyłożeniu napięcia pomiędzy źródłem i drenem w kanale płynie prąd.

Jednocześnie kanał zaczyna się zawężać od strony drenu (mniejszy

potencjał bramki względem drenu)

background image

Tranzystor nMOSFET

Tranzystor nMOSFET

Tranzystor nMOSFET

Tranzystor nMOSFET

U

U

DS

DS

== 00

1133

U

U

GS

GS

== 33

nn

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

++++

++++

++++

++++

----

----

----

----

----

----

----

----

----

pp

++++

++++

++++

++++

Wyróżniamy trzy zakresy pracy tranzystora: zakres odcięcia

odcięcia (przy napięciu

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

14

Wyróżniamy trzy zakresy pracy tranzystora: zakres odcięcia

odcięcia (przy napięciu

bramki poniżej napięcia U

T

), zakres liniowy

liniowy (przed ściśnięciem kanału) i

zakres nasycenia

nasycenia (po ściśnięciu kanału).

background image

Napięcie progowe

Napięcie progowe

p ę

p g

p ę

p g

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

15

background image

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Tranzystor

Tranzystor nMOS

nMOS

Kanał w tranzystorze nMOS powstaje po przyłożeniu do bramki napięcia

bramki napięcia

dodatniego względem źródła

dodatniego względem źródła.

g

g ę m

g

g ę m

Kanał w tranzystorze pMOS powstaje po przyłożeniu do bramki napięcia

bramki napięcia

ujemnego względem źródła

ujemnego względem źródła.

Napięcie progowe V

T

jest to takie napięcie, przyłożone do bramki, przy

którym zaczyna powstawać kanał (poniżej tego napięcia prąd drenu spada do

zera).

Napięcie progowe zależy od:

rodzaju dielektryka pod bramką (ε)

b ś i di l kt k p d b mk (t )

grubości dielektryka pod bramką (t

ox

)

domieszkowania podłoża (N

a

)

jakości styku krzem-dielektryk

napięcia pomiędzy źródłem i podłożem (V )

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

16

napięcia pomiędzy źródłem i podłożem (V

bs

)

background image

Napięcie progowe

Napięcie progowe nMOS

nMOS

Napięcie progowe

Napięcie progowe nMOS

nMOS

Napięcie progowe

Napięcie progowe

V

V

T

T

zależy od: grubości tlenku pod bramką

zależy od: grubości tlenku pod bramką

CC

ox

ox

, napięcia

, napięcia

Fermiego

Fermiego

ϕϕ

FF

, domieszkowania podłoża

, domieszkowania podłoża

N

N

A

A

. .

gg

FF

pp

A

A

(

)

F

SB

F

T

V

V

V

ϕ

+

ϕ

γ

+

=

2

2

gdzie

gdzie

VV

T0

T0

jest napięciem progowym przy polaryzacji podłoża

jest napięciem progowym przy polaryzacji podłoża VV

SB

SB

= 0

= 0 i zależy

i zależy

głównie od procesu technologicznego

głównie od procesu technologicznego

V

(

)

głównie od procesu technologicznego

głównie od procesu technologicznego

jest potencjałem Fermiego

jest potencjałem Fermiego

φφ

T

T

=

= kT

kT/q = 26mV

/q = 26mV przy

przy 300K

300K potencjał termiczny

potencjał termiczny; ; N

N

A

A

koncentracja akceptorów

koncentracja akceptorów;; nn

ii

≈≈

1.5x10

1.5x10

10

10

cm

cm

--33

300K

300K k

t

j ś ikó i t

h

k

t

j ś ikó i t

h))

⎟⎟

⎜⎜

φ

=

ϕ

i

A

T

F

n

N

ln

przy

przy 300K

300K koncentracja nośników samoistnych

koncentracja nośników samoistnych))

współczynnik podłożowy

współczynnik podłożowy

((efekt zmian

efekt zmian VV

SB

SB

) )

εε

== 1 053x10

1 053x10

--10

10

F/m

F/m przenikalność elektryczna krzemu

przenikalność elektryczna krzemu;;

A

Si

ox

ox

N

q

t

ε

⎟⎟

⎜⎜

ε

=

γ

2

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

17

εε

si

si

== 1.053x10

1.053x10

10

10

F/m

F/m przenikalność elektryczna krzemu

przenikalność elektryczna krzemu;;

εε

ox

ox

== 3.5x10

3.5x10

--11

11

F/m

F/m przenikalność elektryczna tlenku krzemu

przenikalność elektryczna tlenku krzemu;;

background image

Charakterystyki

Charakterystyki

y y

y y

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

18

background image

Charakterystyki

Charakterystyki

Charakterystyki

Charakterystyki

Wyróżniamy trzy zakresy pracy tranzystora: zakres odcięcia

odcięcia (przy napięciu

bramki poniżej napięcia U

T

), zakres liniowy

liniowy (przed ściśnięciem kanału) i

zakres nasycenia

nasycenia (po ściśnięciu kanału)

zakres nasycenia

nasycenia (po ściśnięciu kanału).

W pierwszym przybliżeniu zachowanie tranzystora nMOS można zapisać:

(

)

2

0

DS

V

;

Zakres odcięcia

Zakres odcięcia

0

T

GS

V

V

(

)

(

)

β

β

=

2

2

DS

DS

T

GS

D

V

V

V

V

V

V

I

Zakres liniowy

Zakres liniowy

k

k

T

GS

DS

V

V

V

<

<

0

(

)

⎪⎩

β

2

T

GS

V

V

Zakres nasycenia

Zakres nasycenia

DS

T

GS

V

V

V

<

<

0

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

19

gdzie - wzmocnienie

tranzystora,

zależy od parametrów

technologicznych i wymiarów tranzystora

L

W

t

ox

με

=

β

background image

Prąd drenu

Prąd drenu

Prąd drenu

Prąd drenu

W rzeczywistości prąd drenu płynie również przy napięciu na bramce niższym

niż napięcie progowe.

Wykres przedstawia rzeczywisty prąd drenu przy stałym napięciu V

DS

Wykres przedstawia rzeczywisty prąd drenu przy stałym napięciu V

DS

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz – Techniki impulsowe i cyfrowe

20

background image

Parametry prądu drenu I

Parametry prądu drenu I

D

D

Parametry prądu drenu I

Parametry prądu drenu I

D

D

Dla stałego napięcia

Dla stałego napięcia VV

DS

DS

ii VV

GS

GS

(> V

(> V

T

T

), I

), I

DS

DS

jest funkcją:

jest funkcją:

‰

‰

długości kanału

długości kanału––

LL

‰

‰

szerokości kanału

szerokości kanału––

W

W

VV

‰

‰

napięcia progowego

napięcia progowego––

VV

T

T

‰

‰

grubości tlenku

grubości tlenku SiO

SiO

22

––

tt

ox

ox

‰

‰

ik l ś i l kt

j

ik l ś i l kt

j (SiO

(SiO ) )

‰

‰

przenikalności elektrycznej

przenikalności elektrycznej (SiO

(SiO

22

) ) ––

εε

ox

ox

‰

‰

ruchliwości nośników

ruchliwości nośników

for

for NMOS

NMOS::

μμ

= 500 cm

= 500 cm

22

//Vsec

Vsec

for

for NMOS

NMOS::

μμ

nn

= 500 cm

= 500 cm

22

//Vsec

Vsec

for

for PMOS

PMOS: :

μμ

pp

= 180 cm

= 180 cm

22

//Vsec

Vsec

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

21

background image

Charakterystyka I

Charakterystyka I

D

D

= f(V

= f(V

DS

DS

)

) nMOS

nMOS

Charakterystyka I

Charakterystyka I

D

D

= f(V

= f(V

DS

DS

)

) nMOS

nMOS

II

D

D

[A]

[A]

endenceendence

Linear

Linear

Saturation

Saturation

atic atic dep

dep

QuadQuadr

r

Cut

Cut--off

off

VV

DS

DS

[V]

[V]

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

22

VV

DS

DS

[V]

[V]

NMOS transistor, 0.25

NMOS transistor, 0.25 μμm, L

m, L

dd

= 10

= 10μμm, W/L = 1.5, V

m, W/L = 1.5, V

DD

DD

= 2.5V, V

= 2.5V, V

T

T

= 0.4V

= 0.4V

background image

Ef k k ó ki

Ef k k ó ki

Ef k k ó ki

Ef k k ó ki

Efekt krótkiego

Efekt krótkiego

Efekt krótkiego

Efekt krótkiego

gg

kanału

kanału

gg

kanału

kanału

kanału

kanału

kanału

kanału

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

23

background image

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Przyczyną tzw. efektu krótkiego kanału jest skończona prędkość

Przyczyną tzw. efektu krótkiego kanału jest skończona prędkość

przemieszczania się ładunku w materii

przemieszczania się ładunku w materii υυ

sat

sat

w polu elektrycznym.

w polu elektrycznym.

Przy małych natężeniach pola elektrycznego

Przy małych natężeniach pola elektrycznego

Prędkość nośników nasyca się z powodu ich rozpraszania wskutek

Prędkość nośników nasyca się z powodu ich rozpraszania wskutek

zderzeń w strukturze kryształu.

zderzeń w strukturze kryształu.

10

Przy małych natężeniach pola elektrycznego

Przy małych natężeniach pola elektrycznego

(E <

(E < EE

cc

) prędkość przemieszczania się

) prędkość przemieszczania się

ładunku jest proporcjonalna do pola

ładunku jest proporcjonalna do pola

elektrycznego

elektrycznego

5

E

E

μ

μ

=

υ

Przy polu elektrycznym E >

Przy polu elektrycznym E > EE

cc

prędkość

prędkość

E

E

E

1

c

μ

+

μ

=

υ

0

przemieszczania jest stała

przemieszczania jest stała

2

E

c

sat

μ

=

υ

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

24

0

1,5

3

E(V/μm)

EE

cc

==

2

sat

μ

background image

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Porównajmy pole elektryczne wzdłuż kanału tranzystora

Porównajmy pole elektryczne wzdłuż kanału tranzystora nMOS

nMOS w

w

technologii 0,25µm, o różnych długościach kanału (10 µm i 1 µm) przy

technologii 0,25µm, o różnych długościach kanału (10 µm i 1 µm) przy

t ł

i i U

t ł

i i U

2 5 V

2 5 V

stałym napięciu U

stałym napięciu U

DS

DS

= 2,5 V.

= 2,5 V.

Pole elektryczne w pierwszym

10

5

y

p

ym

przypadku:

E = 2,5 V/10 µm = 0,25 V/µm

E = 2,5 V/10 µm = 0,25 V/µm

Pole elektryczne w drugim

przypadku:

0

przypadku:

E = 2,5 V/1 µm = 2,5 V/µm

E = 2,5 V/1 µm = 2,5 V/µm

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

25

0

1,5

3

E(V/μm)

EE

cc

==

background image

Charakterystyki

Charakterystyki

Charakterystyki

Charakterystyki

Zależności na wyliczenie prądu drenu muszą być skorygowane.

W pierwszym przybliżeniu zachowanie tranzystora nMOS można zapisać:

W pierwszym przybliżeniu zachowanie tranzystora nMOS można zapisać:

(

)

β

=

V

V

V

V

1

;

0

I

2

DS

Zakres odcięcia

Zakres odcięcia

0

T

GS

V

V

(

)

⎟⎟

⎜⎜

υ

β

+

=

V

V

V

W

C

2

V

V

V

1

I

DSat

DS

T

GS

DSat

V

DS

V

D

Zakres liniowy

Zakres liniowy

k

k

T

GS

DS

V

V

V

<

<

0


⎟⎟

⎜⎜

υ

2

V

V

W

C

T

GS

ox

sat

Zakres nasycenia

Zakres nasycenia

sat

c

DSat

DS

T

GS

L

E

L

V

V

V

V

0

υ

=

=

=

<

<

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

26

gdzie - wzmocnienie

tranzystora,

zależy od parametrów

technologicznych i wymiarów tranzystora

L

W

t

ox

με

=

β

background image

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

II

D

D

[[A

A]]

ndencendence

earear

depe

n

depe

n

Lin

e
Lin

e

VV

DS

DS

[[VV]]

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

27

NMOS transistor, 0.25um,

NMOS transistor, 0.25um,

LL

dd

= 0.25um

= 0.25um

, W/L = 1.5, V

, W/L = 1.5, V

DD

DD

= 2.5V, V

= 2.5V, V

T

T

= 0.4V

= 0.4V

background image

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

Efekt krótkiego kanału

W tranzystorze

W tranzystorze pMOS

pMOS wszystkie prądy i napięcia są

wszystkie prądy i napięcia są

przeciwnego znaku niż w tranzystorze

przeciwnego znaku niż w tranzystorze nMOS

nMOS

VV

DS

DS

[[VV]]

Ze względu na mniejszą

Ze względu na mniejszą

Ze względu na mniejszą

Ze względu na mniejszą

ruchliwość dziur, prąd

ruchliwość dziur, prąd

drenu jest mniejszy i

drenu jest mniejszy i

stanowi tylko 42 % prądu

stanowi tylko 42 % prądu

stanowi tylko 42 % prądu

stanowi tylko 42 % prądu

drenu podobnego

drenu podobnego

tranzystora

tranzystora nMOS

nMOS

II

D

D

[[A

A]]

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

28

PPMOS transistor, 0.25um,

MOS transistor, 0.25um,

LL

dd

= 0.25um

= 0.25um

, W/L = 1.5, V

, W/L = 1.5, V

DD

DD

=

= --2.5V, V

2.5V, V

T

T

=

= --0.4V

0.4V

background image

Charakterystyki I

Charakterystyki I

D

D

vs

vs. V

. V

DS

DS

Charakterystyki I

Charakterystyki I

D

D

vs

vs. V

. V

DS

DS

Prąd drenu w tranzystorze

Prąd drenu w tranzystorze nMOS

nMOS z długim i krótkim kanałem

z długim i krótkim kanałem

10

II

D

D

Tranzystor z krótkim kanałem osiąga

Tranzystor z krótkim kanałem osiąga

Tranzystor z krótkim kanałem osiąga

Tranzystor z krótkim kanałem osiąga

mniejsze prądy drenu.

mniejsze prądy drenu.

Tranzystor z krótkim kanałem ma

Tranzystor z krótkim kanałem ma

znacznie węższy obszar pracy

znacznie węższy obszar pracy

liniowej

liniowej

0

liniowej.

liniowej.

VV

DS

DS

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

29

(( Oba tranzystory:

Oba tranzystory: 0.25um

0.25um,, VV

DS

DS

= 2.5V,

= 2.5V, W/L =

W/L = 1.5

1.5, V

, V

T

T

= 0,4 V

= 0,4 V))

background image

Pojemności

Pojemności

j

pasożytnicze

j

pasożytnicze

p

y

MOS

p

y

MOS

MOS

MOS

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

30

background image

Pojemności pasożytnicze tranzystora

Pojemności pasożytnicze tranzystora

MOS

MOS

Pojemności pasożytnicze tranzystora

Pojemności pasożytnicze tranzystora

MOS

MOS

Rodzaje pojemności pasożytniczych:

1 Pojemność bramki C

GB

nn

nn

L

W

1. Pojemność bramki C

GB

2. Pojemność złącz pn C

SB

i C

DB

3. Pojemność zakładek bramki nad

źródłem i drenem C

GS

i C

GD

S

Source

G

Gate

D

Drain

pp

źródłem i drenem C

GS

i C

GD

nn

nn

pp

BB lk

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

31

BBulk

background image

Pojemności pasożytnicze tranzystora

Pojemności pasożytnicze tranzystora

MOS

MOS

Pojemności pasożytnicze tranzystora

Pojemności pasożytnicze tranzystora

MOS

MOS

Parametry przykładowego tranzystora nMOS:

t

ox

= 6 nm,

L

= 0.24 μm,

W

= 0.36 μm,

L

D

=

L

S

= 0.625 μm,

C

O

= 3 x10

–10

F/m,

C

j0

= 2 x10

–3

F/m

2

,

C

jsw0

= 2.75 x10

–10

F/m.

O 25

O 25 μμm

m

CC

ox

ox

CC

oo

CC

jj

CC

jsw

jsw

O.25

O.25 μμm

m

[fC/

[fC/ μμm

m

22

]]

[fC/

[fC/ μμm]

m]

[fC/

[fC/ μμm

m

22

]]

[fC/

[fC/ μμm]

m]

NMOS

NMOS

66

0.31

0.31

22

0.28

0.28

PP

66

11

CC

GB

GB

= ε

ox

LW/t

ox

=

0.5fF

0.5fF

PMOS

PMOS

66

0.27

0.27

1.9

1.9

0.22

0.22

GB

GB

ox

ox

CC

GS

GS

= C

= C

GD

GD

= C

0

W =

0.1

0.1 fF

fF

CC

SB

SB

= C

= C

DB

DB

= C

j0

WL

S,D

+C

jsw0

(W+2L

D,S

)=0.45fF+0.44fF=

0.89

0.89 fF

fF

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

32

background image

Tranzystor MOS

Tranzystor MOS

y

jako

y

jako

jako

przełącznik

jako

przełącznik

przełącznik

przełącznik

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

33

background image

MOS jak przełącznik

MOS jak przełącznik

MOS jak przełącznik

MOS jak przełącznik

Tranzystor MOS może być traktowany jako przełącznik z nieskończoną

Tranzystor MOS może być traktowany jako przełącznik z nieskończoną

rezystancją w stanie wyłączonym i rezystancją

rezystancją w stanie wyłączonym i rezystancją RR

on

on

w stanie włączonym

w stanie włączonym

Rezystancja jest odwrotnie

Rezystancja jest odwrotnie

proporcjonalna do stosunku

proporcjonalna do stosunku W/L

W/L

((podwojenie

podwojenie W

W zmniejsza o połowę

zmniejsza o połowę RR

on

on

))

((p

j

p

j

j

p

ę

j

p

ę

on

on

))

Dla

Dla VV

DD

DD

>>V

>>V

T

T

++VV

DSat

DSat

/2, R

/2, R

on

on

nie zależy od

nie zależy od

VV

DD

DD

Gdy

Gdy VV

DD

DD

obniży się do

obniży się do VV

T

T

,, RR

on

on

gwałtownie rośnie

gwałtownie rośnie

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

34

MOS transistor, 0.25um, W/L = 1.5, V

MOS transistor, 0.25um, W/L = 1.5, V

T

T

=

= --0.4V

0.4V

background image

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

V

DD

V

DD

V

SS

V

SS

Tranzystor NMOS

przewodzi, gdy na bramkę

przyłoży się wysokie napięcie (>

Tranzystor NMOS nie

przewodzi, gdy na bramkę

przyłoży się niskie napięcie (< V

T

)

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

35

V

T

)

background image

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

NMOS jak przełącznik

Logiczny sygnał wejściowy

V

DS

Przełącznik

V

GS

Przełącznik

V

GS

Logiczny sygnał wyjściowy

V

sorce

Tranzystor

Tranzystor NMOS

NMOS dobrze

dobrze przewodzi

przewodzi niskie

niskie napięcie

napięcie ii gorzej

gorzej wysokie

wysokie

napięcie

napięcie ((VV

DD

DD

--VV

T

T

))

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

36

Tranzystor

Tranzystor NMOS

NMOS źle

źle przewodzi

przewodzi logiczną

logiczną jedynkę

jedynkę

background image

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

V

DD

V

DD

V

SS

V

SS

Tranzystor PMOS nie

przewodzi, gdy na bramkę

przyłoży się wysokie napięcie

Tranzystor PMOS przewodzi, gdy

na bramkę przyłoży się niskie

napięcie

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

37

background image

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

PMOS jak przełącznik

Logiczny sygnał wejściowy

V

DS

Przełącznik

V

GS

Przełącznik

V

GS

Logiczny sygnał wyjściowy

V

sorce

Tranzystor

Tranzystor PMOS

PMOS dobrze

dobrze przewodzi

przewodzi wysokie

wysokie napięcie

napięcie ii gorzej

gorzej niskie

niskie napięcie

napięcie

(V

(V

T

T

))

6 marca 2011

Wojciech Kucewicz

38

Tranzystor

Tranzystor PMOS

PMOS źle

źle przewodzi

przewodzi logiczne

logiczne zero

zero


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cw6 Wzmacniacz tranzystorowy v1 Nieznany
Jak tworzy się model małosygnałowy tranzystora MOS
KATALOG TRANZYSTOROW BIPOLARNYC Nieznany
4 Tranzystor Bipolarny Nieznany (2)
F 12 Parametry dynamiczne tranzystora MOS
Folie. Tranz. unipol.- PDF F-10 Tranzyst.MOS zubożany
Laboratorium 4 tranzystory bipo Nieznany
POLARYZACJA TRANZYSTOROW 4OWCAQ Nieznany
F 8 Model warstwowy tranzystora MOS
Omówić wpływ temperatury na charakterystyki tranzystora MOS
6 WZMACNIACZE TRANZYSTOROWE id Nieznany
F 10 Tranzyst MOS zubożany
Jakie dodatkowe?ekty i w jaki sposób uwzględnia się w modelu rzeczywistego tranzystora MOS
Tranzystory MOS
cw6 Wzmacniacz tranzystorowy v1 Nieznany
5 Tranzystor MOS
Cw 7 Tranzystor unipolarny id 1 Nieznany
EN Tranzystory jako elementy dw Nieznany
E5Tranzystor MOS id 149367 Nieznany

więcej podobnych podstron