Relación W / L de un MOSFET

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En el generador de esquemas que calcula los voltajes / corrientes / análisis de transitorios que hemos recibido para el curso de ingeniería eléctrica, los MOSFET tienen el parámetro "Relación W / L".

Pensé que probablemente era Ancho: Longitud, pero ¿cómo afecta eso a la constante K y al umbral de voltaje? Me doy cuenta de que no hay suficiente información para los valores absolutos, pero en realidad estoy buscando una fórmula que relacione las variables.

Mi pregunta es, ¿cuál es la relación entre W / L, K y el umbral de voltaje del MOSFET?

    
pregunta Kian

3 respuestas

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La constante K a la que te refieres (más específicamente \ $ K_n \ $) se llama el parámetro de conducción del dispositivo de canal n.

\ $ K_n \ $ está dado por:

$$ K_n = \ frac {k_n '} {2} \ cdot \ frac {W} {L} $$

Donde

$$ k_n '= \ mu_nC_ {ox} $$

\ $ \ mu_n \ $ es la movilidad de los electrones en la capa de inversión y \ $ C_ {ox} \ $ es la capacitancia de óxido por unidad de área. Según Neamen, el parámetro \ $ k_n '\ $ se denomina "parámetro de conducción del proceso" y se considera una constante para una tecnología de fabricación. Por lo tanto, la relación \ $ \ frac {W} {L} \ $ es la variable de diseño del transistor.

Neamen continúa diciendo que la variable de diseño se utiliza para diseñar MOSFETS para producir características de voltaje de corriente específicas en los circuitos de MOSFET.

EDITAR:

Sí w se refiere al ancho y L a la longitud. Se relaciona con la geometría del semiconductor.

    
respondido por el Konsalik
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Solo algunas adiciones a la respuesta de Konsalik:

\ $ V_T \ $ (voltaje de umbral) no se ve afectado por la relación W / L del transistor, ya que depende de otros parámetros, como el espesor del aislador de la compuerta y la constante dieléctrica; también depende del voltaje de la fuente a granel, en lo que se denomina efecto corporal:

$$ V_ {TB} = V_ {T_0} + \ gamma (\ sqrt {V_ {SB} + 2 \ phi_ {B} - \ sqrt {2 \ phi_ {B}}}) $$

Solo como nota: generalmente en circuitos integrados, L está limitada por la tecnología (lo más pequeña posible) y la conductividad se incrementa con W mayor; de esta manera, sin embargo, también se aumenta la capacitancia de la puerta, por lo que a menudo no ofrece ninguna ventaja.

    
respondido por el clabacchio
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Realicé un experimento para explorar la relación entre el voltaje de umbral y W y L por separado, pero no la relación entre ellos. Y el resultado se muestra a continuación Supongo que tal vez la tensión de umbral está relacionada con W o L por separado, pero es una constante cuando W y L aumentan como una relación constante. Espero que esto pueda ser útil.

    
respondido por el Fiona Yang

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