¿Por qué los MOSFET de canal N son mejores que los MOSFET de canal P?

Ya que no ha especificado, elegiré mi dominio de respuesta: diseño de chip.

La respuesta realmente depende ... NMOS no siempre es mejor que PMOS en todas las áreas.

Movilidad del portador:

• los procesos CMOS más modernos están en < 100 > Obleas de orientación de cristal. En este sistema, ya que los transistores están en un sustrato común, habrá un factor de ~ 2.2X en la movilidad entre los electrones y los orificios.

  • sin embargo, cuando se trata de dispositivos separados como discreets, posiblemente se podría usar una orientación de cristal diferente para que el argumento de movilidad se debilite (pero los electrones siempre tendrán mejor movilidad que los agujeros).

• los procesos alrededor del nodo de 65nm comenzaron a usar el estrés / la tensión para adaptarse mejor a la movilidad entre los dos tipos de transistores, principalmente para ahorrar tamaño. Intel es un excelente ejemplo de este enfoque.

Conexión de sustrato:

• La mayoría de los procesos de CMOS se realizan en obleas tipo P con implantes de doble pozo. Eso significa que los transistores NMOS tienen todos sus pozos en el potencial de tierra (a menos que sean procesos de triple pozo). Eso significa que la conexión en masa para un seguidor de ganancia unitaria que usa un dispositivo NMOS estará en tierra y el efecto de puerta trasera estará presente, lo que reduce la ganancia a ~ 0.8. Cuando se implementa con dispositivos PMOS con la conexión masiva vinculada a la fuente, la ganancia puede ser 1.0.

Ruido:

• Los transistores PMOS en los nodos de proceso por encima de 0.35u fueron típicamente dispositivos de canal enterrados (debido a las técnicas de proceso utilizadas en esos nodos). estos dispositivos tenían mucho menos ruido que los transistores NMOS en el mismo nodo de proceso. Simplemente porque el canal se mantuvo alejado de los estados de la interfaz Si / SiO2 en el límite de Óxido de Si-Gate. Esto es particularmente cierto en el caso del ruido de parpadeo.

• Los transistores PMOS por debajo de 0.25u eran en su mayoría dispositivos de canal de superficie y, como resultado, captaron características similares al ruido NTBI (Inestabilidad de polaridad negativa).

Variabilidad del proceso:

• debido a que los tamaños más grandes requeridos para coincidir con los dispositivos \ $ G_m \ $ PMOS son más grandes y, por lo tanto, se combinan mejor con menos efectos a partir del LER (grosor de borde de línea).

  

¿Por qué los MOSFT de canal n son mejores que los MOSFET de canal p?

La única razón real es que la movilidad de electrones es más alta que la movilidad de hoyos. Todas las ventajas físicas quedan fuera de eso (capacidad de la puerta, resistencia del canal, costo, tamaño, clasificación térmica, etc.)

Cualquier otra diferencia es solo una diferencia. Consideremos la polaridad. Si está utilizando el transistor como interruptor, el tipo p está "activado" en condiciones opuestas a las del tipo n.

Esto es análogo a un botón pulsador que normalmente está abierto (presione el botón para cerrar el circuito, lo que generalmente significa que se enciende algo) y normalmente está cerrado (presione el botón para abrir el circuito, generalmente se gira algo » off ").

Cuál de estos comportamientos es mejor en tu aplicación, depende de la aplicación.

Los FET de canal N tienen electrones como sus portadores de corriente que tienen una alta movilidad, por lo que la corriente de drenaje es comparativamente alta; aquí el ruido de entrada es bajo y la transconductancia es grande. Mientras que para los FET de canal p, tienen orificios como portadores de corriente que tienen comparativamente menos movilidad que los electrones, lo que hace que fluya menos corriente de drenaje; Aquí, en este caso, el ruido de entrada es mayor y la transconductancia es pequeña.