Múltiples dedos vs diseño de un solo dedo (transistor MOSFET)

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Proporcione un resumen de ventajas y desventajas de un diseño de transistor con múltiples dedos (MF) frente a solo dedo .

Al diseñar un MOSFET con una anchura y longitud particulares, en una herramienta EDA, uno tiene dos opciones con respecto a la forma de la puerta :

1) Raya única (estuche clásico) (un dedo);
2) Varias rayas (varios dedos).

Hipótesis (basadas en varios foros de Internet):

1) MF proporciona más flexibilidad en la planificación del diseño para transistores con alto W / L o L / W. En otras palabras, permite hacer un diseño más cuadrado.

2) MF permite una mejor comparación de transistores, cuando sea necesario. Por ejemplo, si se utilizan técnicas de centroide común.

3) El diseño MF reduce la resistencia de la puerta (para CA). Si es así, ¿puedes explicar por qué?

4) MF reduce la densidad de corriente en la puerta si hay limitaciones tecnológicas en esto.

¿Puede alguien con conocimiento hacer una comparación de los dos enfoques?

Figura1:undedo.

Figura2:Dosdedos.Dostransistoresenparalelo(losanchossesuman).

Figura 3: Dos dedos. Dos transistores en serie (se suman las longitudes).

    
pregunta Sergei Gorbikov

1 respuesta

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Los transistores largos se dividen en otros más pequeños por varias razones. Una razón podría ser encajarlos mejor en el diseño general de un bloque o simplemente tener una mejor relación de aspecto. Otra razón es reducir la resistencia de la puerta del dispositivo. El problema es que la capacitancia del canal de la puerta forma un paso bajo con la resistencia de la puerta y se reduce la velocidad de conmutación. Además, el área de drenaje se reduce porque dos dedos comparten un drenaje común y, por lo tanto, los parásitos también se reducen.

Actualización: la división de un transistor con algunos W / L en un transistor con múltiples dedos se realiza de tal manera que el ancho (W) se mantenga igual y la longitud del dedo sea L / k, donde k es el número total de dedos . La longitud y el ancho efectivos permanecen iguales, pero las puertas ahora están en paralelo y, por lo tanto, la resistencia se reduce. Además, las puertas a menudo se contactan en ambos extremos para reducir la resistencia efectiva.

Los transistores de división se pueden hacer usando varios transistores con una sola puerta o con transistores que tengan múltiples dedos de puerta.

Los transistores con varios dedos tienen la desventaja de que la dirección actual es diferente para los dos dedos vecinos. P.ej. si para el primer dedo la fuente está a la izquierda, entonces la fuente para el siguiente dedo estará a la derecha. Las propiedades del transistor pueden cambiar dependiendo de la dirección actual. Por lo tanto, se debe tener mucho cuidado al tratar de lograr una buena concordancia.

El uso de varios dedos para obtener fuentes de corriente escaladas obtenidas, por ejemplo, en un espejo actual, también se considera inferior a tener múltiples transistores de puerta única debido a propiedades ligeramente diferentes.

Por lo tanto, un diseñador analógico tiene que decidir qué opción es la mejor para un problema dado.

    
respondido por el Mario

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