Pla$kodesator - Fälteffekt gs 1V gs V gs V gs 3V + + + + + + + + + + + + + Metall P- typ halvledare Joiserade acceptoratomer (N A Hål Elektroer 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16 1
Tröskelspäig stark iversio Späig över halvledare Φ F + Späig över ide ε rε N A eφ F yta p p N A + - Q N Φ F + vid > ε rε N A eφ F +Q N -e th e Φ F Q addig vid (mer ä stark iversio: N N Q ( < 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16
Fälteffek$rasistor - MOSFET - Geometri Oxid Z Gate Stark Iversio ledade lager vid yta Source Kaal Drai x y Z ΔX Q N (y I V 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16 3
Metal- Oxid- Semicoductor Field Effect Trasistor J µ Q ε ε Q ( g G I Varför miskar strömökige?? 16-4- 1 Föreläsig 4, Kompoe7ysik 16 4
Beräkig av ström MOS: åg kaal ( g >1µm Oxid I < cs (y< y Kaal I ε Q N ( ( y th ( y Z µ ε ( y y ( y ( y Q ( y N ös med: cs cs di dy ( ( 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16 5
Ström och kaal lijära området 5 Draiström (ma 4 3 1 - th I I gs < th Zµ ( th > th > th + 1 3 4 5 6 Draispäig (V 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16 6
Ström och kaal mä$adsområdet Draiström (ma 5 4 3 1 - th I, sat Zµ ( Pich off: I oberoede av 1 3 4 5 6 Draispäig (V Q N < - th ( ( y th Q ( ( N - th th > - th Q N ( QN ( th ( y ( Q N 16-4- 6 Föreläsig 5, Kompoe7ysik 16 7
miuters övig egapva A I B I + I V gs + I D I - Drai 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 8
Ström ideal MOS Draiström (ma 5 4 3 1 - th Mäcadsområdet 1 3 4 5 6 Draispäig (V Draiström (ma 4.5 4 3.5 3.5 1.5 1.5 > I G 1 3 4 Gatespäig (V Strypt ( < Biaseras så ac: > - th > th ijära området > th I Zµ ( th Mäcadsområdet th I, sat Zµ ( th 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 9
Exempel - MOS 1. V 3 mf/m µ.135 m /Vs 5 µm Z5 µm Beräka strömme för 1.5, 1, & 3V om V.5, 1, & 3V om.5v ijära området > I Zµ ( Mäcadsområdet I, sat Zµ ( 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 1
Ström icke ideal MOS, kaallägdsmodulapo 5 Draiström (ma 4 3 1 Kaallägdsmodulamo i mäcadsområdet Ger utgågskoduktas λ typiskt.5-.5 V - 1 1 3 4 5 6 Draispäig (V I,sat Zµ "( % $ # $ & 1+ λ ( 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 11
Ström och kaal mä$adsområdet Draiström (ma 5 4 3 1 - th I, sat Zµ ( Pich off: I oberoede av 1 3 4 5 6 Draispäig (V Q N < - th ( ( y th Q ( ( N - th th > - th Q N ( QN ( th ( y ( Q N 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 1
Exempel MOS med utgågskoduktas 1. V 3 mf/m µ.135 m /Vs 5 µm Z5 µm λ. V - 1 Beräka strömme för 1.5, 1, & 3V om V.5, 1, & 3V om.5v ijära området > I Zµ " ( $ # % & Mäcadsområdet I,sat Zµ "( $ # $ % & 1+ λ ( 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 13
D Storsigalmodell, mä$adsområdet I G gate gate + Bara om: > th > - th I G - + - Ideal: Source Icke Ideal: drai k ( - th drai I I ds ds Source (1+λ k( - th Draiström (ma 4.5 4 3.5 > - th 3.5 1.5 1.5 1 3 4 Gatespäig (V k Z I G 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 14
Flatbad- shiv Φ F + ε ε r N Ae Φ F Ideal MOSFET fb + Φ F + ε ε r N Ae Φ F Verklig MOSFET E E E E i E i E i E Fgate E Fsub E V E Fgate e fb E Fsub E V E Fgate E Fsub E V ζ ζ ζ 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 15
miuter övig. MOSFET iverterad I + Skissa I- V om vi har I SD biaserat e MOSFET iverterad! + SD > GD > I pich- off I SD ijärt Mä$ad ökar - MOSFET - MOSFET SD 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 16
PMOS Gate -.V 1.V.4V Source Isolator SiO Drai - 1V P ++ N- typ semicoductor P ++ I - 1 ma Acrahera hål vid yta: slås på då är egapv! Korrekt operamo: < V, hål frå source mll drai 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 17
MOS och pmos I +. V MOS: I posimv posimv Strömme flyter frå drai mll source I < -. V > pmos: I egamv egamv I SD posimv Strömme flyter frå source mll drai < - q I SD > I ijärt pich- off p- MOSFET I Mä$ad ökar miskar Mä$ad - MOSFET pich- off ijärt 16-4- 6 Föreläsig 6, Kompoe7ysik 15 18