D

1
Díodo
Quase sempre ocorrem como elementos parasitas em
CIs digitais
2
Região de deplecção
3
Corrente de um díodo
4
Díodo contra-polarizado
Modo dominante de operação
5
Modelos para análise manual
6
Capacidade de junção
7
Capacidade de difusão
8
Modelo de díodo
9
Parâmetros SPICE
10
Transístor MOS
Polysilicon
Aluminum
11
Conceito de Tensão de limiar
12
A tensão de limiar
13
Efeito de corpo
14
Característica de um transístortradicional
15
Zona linear de funcionamento
16
Transístor em saturação
17
Relação tensão-corrente(canal longo)
18
Modelo para análise manual
19
Relação tensão-correnteDispositivos DSM
20
Saturação de velocidade
Constant velocity
Constant mobility (slope µ)
21
Comparação
I
D
Canal longo
V
V
GS
DD
Canal curto
V
V
V
- V
DSAT
DS
GS
T
22
ID versus VGS
linear
quadratic
quadratic
Canal longo
Canal curto
23
ID versus VDS
Canal longo
Canal curto
24
Modelo unificado para análise manual
25
Modelo simples versus SPICE
(A)
D
I
V
(V)
DS
26
Transistor PMOS
VGS -1.0V
VGS -1.5V
VGS -2.0V
Todas as variáveis são negativas
VGS -2.5V
27
Modelo de transístor para análise manual
28
O transistor como um interruptor
29
Transístor como interruptor
30
Transístor como interruptor
31
Comportamento dinâmico do transístor
32
Capacidade da porta (gate)
33
Capacidade da porta regimes de operação
Cut-off
Resistive
Saturation
Regiões mais importantes para circuitos digitais
saturação e corte
34
Capacidade da porta
Capacidade em função de VGS (com VDS 0)
Capacidade em função do grau de saturação
35
Capacidade de difusão
Channel-stop

Parede lateral
Fonte
W
N
D
fundo
parede lateral
x
j
Canal
L
Substrato
S
36
Capacidade de junção
37
Linearização da capacidade de junção
Substituir uma capacidade NÃO-LINEAR por uma
capacidade equivalente LINEAR que desloque a
mesma quantidade de carga para a variação de
tensão de interesse
38
Capacidades de um processo CMOS 0.25 mm
39
O transístor sub-micrométrico

• Variação de tensão de limiar
• Condução "sub-limiar"
• Resitências parasitas

40
Variação da tensão de limiar
limiar para VDS baixo
limiar para canal longo
VDS
L
Limiar como função do
Abaixamento de barreira induzida pelo dreno
comprimento (para VDS baixo)
(para pequeno L)
41
Condução "sub-limiar"
O declive inverso S
S é DVGS para ID2/ID1 10
Valores típicos para S 60 .. 100 mV/década
42
Corrente sub-limiar ID vs VGS
VDS de 0 a 0.5V
43
Corrente sub-limiar ID vs VDS
VGS de 0 to 0.3V
44
Regiões de operação do MOSFET

• Inversão forte VGS gt VT
• Linear (resistiva) VDS lt VDSAT
• Saturado (corrente constante) VDS ? VDSAT
• Inversão fraca (sub-limiar) VGS ? VT
• Exponencial em VGS e dependência linear com VDS

45
Resistências parasitas