Крутість стокозатворної (прохідної) характеристики у допороговій зоні (англ. Subthreshold slope) є специфічною характеристикою вольт-амперної залежності польового МДН транзистора (англ. MOSFET).
У моделі MOSFET передбачалося, що струм протікає через канал транзистора лише тоді, коли напруга затвор-витік перевищує певне порогове значення . Насправді струм тече навіть тоді, коли нижче порогової напруги, але він на порядок слабший, ніж струми при сильній інверсії. Інверсійний шар, який спостерігається при сильній інверсії, у цьому випадку ледь видно, і цей режим також можна назвати слабкою інверсією. Тобто, підпорогова зона - це зона
У підпороговій зоні струм витоку , хоч і контролюється затвором, веде себе подібно до струму діода у прямому включенні - експоненційно зростає . Тому графік залежності струму витоку від напруги затвора при сталій напрузі стоку-витоку буде демонструвати приблизно лінійну залежність. Її нахил - це і є крутість прохідної характеристики.
Крутість прохідної характеристики у допороговій зоні є зворотньою функцією допорогового розмаху (англ. Subthreshold swing) Ss-th, яке зазвичай визначається як:
- ємність ізольованого затвору (gate-oxide capacitance);
- термальна напруга;
Мінімум цієї функції можна знайти, наблизивши та / або , як результат отримаємо (термоіонна межа) 60 /декаду при кімнатній температурі (300 К). Типове експериментальне значення для масштабованого MOSFET при кімнатній температурі становить ~ 70 мВ/дек, незначно деградуючи завдяки короткоканальним ефектам.
Дек () відповідає 10-кратному збільшення струму стоку .
Пристрій, що має крутішу прохідну характеристику, демонструє більш швидкий перехід між вимкненим (струмом незначний) та відкритим станом.
Список літератури
- Physics of Semiconductor Devices, S. M. Sze. New York: Wiley, 3rd ed., with Kwok K. Ng, 2007, chapter 6.2.4, p. 315, .
- Auth, C.; Allen, C.; Blattner, A.; Bergstrom, D.; Brazier, M.; Bost, M.; Buehler, M.; Chikarmane, V.; Ghani, T. (2012). A 22nm high performance and low-power CMOS technology featuring fully-depleted tri-gate transistors, self-aligned contacts and high density MIM capacitors. 2012 Symposium on VLSI Technology (VLSIT). с. 131. doi:10.1109/VLSIT.2012.6242496. ISBN .
Посилання
- Оптимізація CMOS-транзисторів наднизької потужності [ 29 грудня 2019 у Wayback Machine.] ; Майкл Стокінгер, 2000 (англ.)
- Відеолекція порогова напруга польового транзистора на YouTube(англ.)
- Детальне пояснення про порогову напругу у відеолекції на YouTube(англ.)
- Просте пояснення процесів у допороговій зоні на YouTube(англ.)
- Відеолекція про крутість стокозатворної характеристики у допороговій зоні на YouTube(англ.)
- (англ.). Архів оригіналу за 11 лютого 2020. Процитовано 30 грудня 2019.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Krutist stokozatvornoyi prohidnoyi harakteristiki u doporogovij zoni angl Subthreshold slope ye specifichnoyu harakteristikoyu volt ampernoyi zalezhnosti polovogo MDN tranzistora angl MOSFET Volt amperna harakteristika doporogovoyi zoni tranzistora U modeli MOSFET peredbachalosya sho strum protikaye cherez kanal tranzistora lishe todi koli napruga zatvor vitik perevishuye pevne porogove znachennya V 3 B gt V por displaystyle V 3B gt V mbox por Naspravdi strum teche navit todi koli V 3 B displaystyle V 3B nizhche porogovoyi naprugi ale vin na poryadok slabshij nizh strumi pri silnij inversiyi Inversijnij shar yakij sposterigayetsya pri silnij inversiyi u comu vipadku led vidno i cej rezhim takozh mozhna nazvati slabkoyu inversiyeyu Tobto pidporogova zona ce zona V 3 B lt V por displaystyle V 3B lt V mbox por U pidporogovij zoni strum vitoku I C B displaystyle I CB hoch i kontrolyuyetsya zatvorom vede sebe podibno do strumu dioda u pryamomu vklyuchenni eksponencijno zrostaye Tomu grafik zalezhnosti strumu vitoku vid naprugi zatvora pri stalij napruzi stoku vitoku bude demonstruvati priblizno linijnu zalezhnist Yiyi nahil ce i ye krutist prohidnoyi harakteristiki Krutist prohidnoyi harakteristiki u doporogovij zoni ye zvorotnoyu funkciyeyu doporogovogo rozmahu angl Subthreshold swing Ss th yake zazvichaj viznachayetsya yak S s t h ln 10 k T q 1 C d C o x displaystyle S s th ln 10 kT over q 1 C d over C ox C d displaystyle C d yemnist zbidnenogo sharu C o x displaystyle C ox yemnist izolovanogo zatvoru gate oxide capacitance k T q displaystyle kT over q termalna napruga Minimum ciyeyi funkciyi mozhna znajti nablizivshi C d 0 displaystyle textstyle C d rightarrow 0 ta abo C o x displaystyle textstyle C ox rightarrow infty yak rezultat otrimayemo S s t h min ln 10 k T q displaystyle S s th min ln 10 kT over q termoionna mezha 60 dekadu pri kimnatnij temperaturi 300 K Tipove eksperimentalne znachennya dlya masshtabovanogo MOSFET pri kimnatnij temperaturi stanovit 70 mV dek neznachno degraduyuchi zavdyaki korotkokanalnim efektam Dek vidpovidaye 10 kratnomu zbilshennya strumu stoku I C B displaystyle I CB Pristrij sho maye krutishu prohidnu harakteristiku demonstruye bilsh shvidkij perehid mizh vimknenim strumom neznachnij ta vidkritim stanom Spisok literaturiPhysics of Semiconductor Devices S M Sze New York Wiley 3rd ed with Kwok K Ng 2007 chapter 6 2 4 p 315 ISBN 978 0 471 14323 9 Auth C Allen C Blattner A Bergstrom D Brazier M Bost M Buehler M Chikarmane V Ghani T 2012 A 22nm high performance and low power CMOS technology featuring fully depleted tri gate transistors self aligned contacts and high density MIM capacitors 2012 Symposium on VLSI Technology VLSIT s 131 doi 10 1109 VLSIT 2012 6242496 ISBN 978 1 4673 0847 2 PosilannyaOptimizaciya CMOS tranzistoriv nadnizkoyi potuzhnosti 29 grudnya 2019 u Wayback Machine Majkl Stokinger 2000 angl Videolekciya porogova napruga polovogo tranzistora na YouTube angl Detalne poyasnennya pro porogovu naprugu u videolekciyi na YouTube angl Proste poyasnennya procesiv u doporogovij zoni na YouTube angl Videolekciya pro krutist stokozatvornoyi harakteristiki u doporogovij zoni na YouTube angl angl Arhiv originalu za 11 lyutogo 2020 Procitovano 30 grudnya 2019