Resistencia de salida finita MOSFET en modo de saturación

Aunque normalmente no se incluye en las hojas de datos, el parámetro MOSFET \ $ \ lambda \ $ se puede encontrar a veces en SPICE Modelo proporcionado por el fabricante. Considere, por ejemplo, el MOSFET de canal N 2N7002 . Un viejo modelo SPICE de Zetex define \ $ \ lambda \ $ de 2N7002 como \ $ 267 \ cdot 10 ^ {- 6} \ textrm {V} ^ {- 1} \ $. Para obtener más información sobre cómo se define \ $ \ lambda \ $ en los modelos SPICE, consulte las páginas 128-129 de Manual de HSPICE .

Sin embargo, es importante tener en cuenta que el parámetro \ $ \ lambda \ $ puede variar significativamente de un dispositivo a otro, por lo que sería imprudente diseñar un circuito que sea sensible a este parámetro. Además, la modulación de la longitud del canal , que \ $ \ lambda \ $ modelos, es solo una parte de la historia para determinar la salida de MOSFET resistencia (\ $ r_o \ $). Otros efectos como reducción de la barrera inducida por el drenaje y el efecto del cuerpo inducido por la corriente del sustrato (SCBE) también pueden ser importantes dependiendo de El punto de sesgo del dispositivo.

En resumen, puede obtener una idea muy aproximada de la impedancia de salida de un MOSFET si observa el modelo SPICE del fabricante. Pero la realidad es que \ $ r_o \ $ varía de un dispositivo a otro y es una función compleja de punto de sesgo.

La resistencia es una función del flujo de corriente en el canal, que en realidad es impulsado por el transporte de carga de Poisson. Puede pensar en la resistencia como los componentes del campo vertical, el campo horizontal y la colisión; Sin embargo, puedes volver a trabajar a partir de las ecuaciones actuales. A partir del modelo EKV, obtuve esto:

$$ I_ {on} = \ frac {W} {L} \ frac {\ mu C_ {cox}} {2 \ kappa} \ left ( 2 \ kappa \ left (V_g-V_ {T0} \ right) \ left (V_ {ds} \ right) + \ left (V_ {d} -V_ {ds} \ right) ^ 2 - V_ {d} ^ 2 \Correcto). $$ que luego puedo sustituir con \ $ V = IR \ $ para obtener:

$$ R_ {on} = \ frac {V_ {ds}} {I_ {on}} = \ frac {\ frac {L} {W} \ frac {2 \ kappa} {\ mu_g C_ {cox}}} {\izquierda( 2 \ kappa \ left (V_g-V_ {T0} \ right) -V_ {d} -V_s. \Correcto)}. $$

Busqué entre mis datos para encontrar un barrido de un nFET, que no está saturado para mostrar la diferencia entre los datos reales, BSIM 3.3 y lo que hice anteriormente. El gráfico de resistencia se ve como

 donde reparé 25 mV en el dispositivo para mantenerlo fuera de saturación. Esto es diferente de lo que querías, pero es lo que tenía hasta los datos. Puedes soltar los términos de drenaje en las ecuaciones. Los modelos BSIM de un proceso comercial no fueron tan buenos para este tipo de simulación, ya que es solo uno de esos lugares donde BSIM no funciona bien. Debido al voltaje de umbral, puede ver que la resistencia aumenta a medida que nos acercamos al umbral inferior.