¿Pueden los transistores realmente pequeños ser modelados como en los libros de texto de licenciatura?

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La mayoría de los libros de texto de licenciatura en microelectrónica (que cubren semiconductores, diodos, BJT, FET, etc.) que he puesto en mis manos discuten conceptos de semiconductores como carga, deriva, recombinación, entre otros, para explicar por qué los transistores se comportan. tal como lo hacen, y luego presentan modelos matemáticos de cómo funcionan los diferentes tipos de transistores (por ejemplo, curvas IV) para analizar los circuitos que los involucran.

Mi pregunta es, ¿se pueden modelar transistores de tecnología avanzada como los de las CPU modernas con fórmulas similares? Dado que los transistores modernos basados en tecnología de 7 nm pueden ser solo unos pocos átomos en tamaño (~ 30), ¿se aplican los mismos conceptos o realmente necesita conocimientos de nivel de doctorado para comenzar a comprender cómo funcionan realmente?

He visto en otras fuentes cómo las fundiciones de ASIC compartirán modelos de pspice de los transistores que pueden manejar a los clientes y que tienden a ser extremadamente complicadas con docenas, si no cientos de parámetros, por lo que sentí curiosidad por esto.

    
pregunta MuchToLearn

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Mi pregunta es, ¿pueden los transistores de última generación, como los de las CPU modernas, ser modelados por fórmulas similares?

Sí

Debes entender qué es un modelo.

Un modelo es una descripción de un subconjunto de los comportamientos de algo, que es lo suficientemente preciso para algún propósito establecido.

Es por eso que tiene diferentes niveles de modelo para la misma cosa, tiene diferentes propósitos para usar el modelo.

Un modelo de un transistor bipolar es una fuente de corriente CE dependiente de IBE. Esto es suficiente para muchos propósitos, por ejemplo, modificando la polarización de un transistor o entendiendo una puerta lógica.

Sin embargo, necesita un modelo más preciso para construir un amplificador o una puerta lógica de alta velocidad. Esta es la razón por la que tiene Ebers-Moll, Gummel-Poon, modelos SPICE de comportamiento, S_parameters medidos y algunos más.

Cada una es lo más simple posible, a la vez que es lo suficientemente buena para el trabajo en cuestión. Ninguno captura el rango de comportamiento completo mostrado por un transistor de la vida real.

    
respondido por el Neil_UK

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