Tópico de discussão: Noções básicas do MOSFET
- O que é MOSFET?
- Noções básicas de MOSFET
- Tipos de MOSFET
- Princípio de funcionamento do MOSFET
- Aplicação do MOSFET
- Diferentes efeitos de canal no básico do MOSFET
O que é MOSFET?
Definição de MOSFET:
"A Metal-óxido-semicondutor campo-efeito-trassistente (MOSFET), é uma forma de transistor de efeito de campo de porta isolada que é composta pelo semicondutores controláveis à base de silício oxidado ”.
Diferentes tipos de MOS:
- · Canal P MOSFET
- · N Canal MOSFET
Diferentes tipos de dispositivos MOSFET:
- · Modo de aprimoramento MOSFET
- · Modo de esgotamento MOSFET
Símbolo MOSFET
Princípio de funcionamento do MOSFET:
Noções básicas de MOSFET
Um FET é trabalhado como um canal semicondutor condutivo com 2 contatos - o 'SOURCE' e o DRAIN. A junção GATE pode ser compreendida como um circuito de 2 terminais como uma estrutura MOS funcionando como um modo de polarização reversa de retificação. Normalmente, a impedância GATE é maior em situações de trabalho clássicas.
Os FETs de acordo com esses padrões são normalmente MOSFET, JFET, FET de semicondutor de metal (MESFET) e FET de heteroestrutura. Destes FET, MOSFET é um dos mais significativos e comumente utilizado para várias aplicações.
Em um MOSFET à base de silício, o terminal GATE é normalmente isolado por uma camada específica de SiO2. Os portadores de carga do canal condutor desenvolvem uma carga oposta, e- nesse caso, substrato do tipo p para um canal n e 'orifícios' para substrato do tipo n para o canal p. Isso será induzido no semicondutor na borda do isolador de silício pelo volt aplicado no terminal GATE. O e- entrará e sairá do canal na fonte n + e drenará os terminais de cotatos para um transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico de canal n. Estes serão contatos p + durante o transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico tipo p.
Camada MOSFET
Implementação do MOSFET:
Transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutor estão funcionando como circuito discretizado e também como elemento ativo. Atualmente, esses circuitos são reduzidos para a faixa submicrométrica profunda. No momento, o nó de tecnologia padrão do medidor padrão de 0.13 µicro CMOS é utilizado para VLSI tecnologia e, no futuro, a tecnologia do medidor de 0.1 µicro será existente, com uma certa atualização de velocidade e faixa de integração.
A tecnologia CMOS se associa ao transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico de canal n e canal p para consumir muito menos energia sem restringir a velocidade de execução. A nova tecnologia SOI realiza integração tridimensional com várias camadas, com um aumento eletrizante na estupidez da integração. Estruturas novas e enriquecidas e a combinação da tecnologia Bi-CMOS possivelmente levarão a melhorias adicionais. Uma das áreas emergentes do CMOS é através de uma variabilidade de aplicações de dispositivos de áudio de faixa kHz a aplicativos sem fio modernos operados na faixa de GHz.
Efeito de canal curto no MOSFET:
Normalmente, os tamanhos do FET são avaliados pela proporção do dispositivo. Esta é a proporção do comprimento da porta em relação à medição vertical ativa de FET. A dimensão perpendicular para a largura do óxido é medida como parâmetro di, as profundidades de junção de fonte e dreno são consideradas como parâmetro rj. As profundidades de depleção da junção de fonte e drenagem são definidas pelo parâmetro Ws e Wd respectivamente. A relação de aspecto baixa é idêntica às características de canal curto.
L <Lminutos(µm) = 0.4 [rj(µm) di(Å)(Cd + Ws)2(µm2)]1/3
Quando L é menor que Lminutos,.
A tensão de limiar do transistor de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor é considerada como VT . Essa tensão será afetada de várias maneiras como resultado do controle do portão. Geralmente, as cargas de esgotamento perto da fonte e drenagem estão sob o controle comum. A carga desenvolverá uma porção moderadamente mais alta do portador de carga GATE. A carga de esgotamento perto do dreno infla com o aumento da tensão de polarização da fonte do dreno, causando um VDS- mudança dependente na tensão limite .
O VT é uma espécie de barreira combinada com o portador injetado da fonte para a direção do canal. Esta barreira é consideravelmente ajustada pelo uso de uma tensão de polarização de dreno. No canal n Transistores de efeito de campo, o dreno está diminuindo a tensão de limiar e um aumento simultâneo na corrente de limiar com o crescimento VDS.
Efeito de alto campo do MOSFET:
No caso de polarização da fonte de dreno de um transistor de efeito de campo, cresce em direção à tensão de saturação de dreno, que é denominada como 'VSábado'sempre que uma faixa de campo elétrico superior é criada perto do dreno. A velocidade de e- nessa região será saturada. Na região de saturação, o comprimento considerado como ∆L do campo alto aumenta no curso da fonte com V crescente.DS, e atua como se o comprimento do canal em efeito fosse diminuído pelo parâmetro ∆L. Este fenômeno é denominado modulação de comprimento de canal ou simplesmente denominado CLM no básico do MOSFET. Os links de manifestação simplificados subsequentes de VDS ao comprimento da região saturada é o seguinte:
VDS = VP + Vα [exp (∆l / l) -1]]
onde quer que Vp, Vα e l são parâmetros inter-relacionados com a velocidade de e-saturação. Aqui, Vp é o potencial no ponto de saturação do canal, que é comumente estimado pelo parâmetro VSábado. Esta concordância é obtida entre o resumo potencial que é obtido do modelo de simulação 2D de um MOSFET de canal N.
Efeitos de portador quente:
O efeito de portadora quente é uma das preocupações mais importantes ao reduzir o tamanho do FET no sub micrômetro profundo. Ele diminui o comprimento do canal enquanto mantém altos níveis de fornecimento de energia. Estes são aumentados para intensidades de campo elétrico e razões para acelerar e aquecer os portadores carregados. Um modelo abrangente para a corrente do substrato é muito difícil para a modelagem em nível de circuito.
Dependência de temperatura e autoaquecimento:
O circuito básico do MOSFET é funcional em diferentes ambientes, incluindo diferentes faixas de temperatura. O calor criado a partir da dissipação de energia em um circuito também é significativo e o aumento na temperatura para o projeto do circuito também deve ser considerado. O design torna-se cada vez mais difícil, pois o tamanho do dispositivo está se tornando muito pequeno e a dissipação de energia está aumentando com os diferentes modos de operação. As características térmicas são amplamente estudadas por vários modelos.
Para mais informações sobre noções básicas do MOSFET e outros artigos relacionados à eletrônica clique aqui
Olá, sou Soumali Bhattacharya. Fiz mestrado em Eletrônica.
Atualmente estou investido na área de Eletrônica e comunicação.
Meus artigos concentram-se nas principais áreas da eletrônica central em uma abordagem muito simples, mas informativa.
Sou um aprendiz vívido e procuro me manter atualizado com todas as tecnologias mais recentes na área de Eletrônica.
Vamos nos conectar através do LinkedIn –
Olá caro leitor,
Somos uma equipe pequena na Techiescience, trabalhando duro entre os grandes players. Se você gostou do que viu, compartilhe nosso conteúdo nas redes sociais. Seu apoio faz uma grande diferença. Obrigado!