Giải thích hiện tưởng bào hòa vận tốc (velocity saturation), suy giảm độ linh động (mobility degradation) và méo dạng kênh dẫn ở mosfet không lý tưởng.Dự trên cấu tạo, nguyên lý làm việc của mosfet thực tế.
Trang 1NONIDEAL TRANSISTOR BEHAVIOR
1 High field effect.
2 Channel length modulation.
3 Threshold voltage effects.
4 Leakage.
Trang 2HIGH FIELD EFFECTS
Velocity Saturation.
Mobility Degradation.
=> Nắm rõ vấn đề suy giảm độ linh động và
bão hòa vận tốc, giúp chúng ta có thể dự
đoán được ảnh hưởng của chúng lên
hành vi của mạch điện và phát triển
được linh kiện trong quá trình phát triển
Trang 3
1 Trường Điện Từ Xuất Hiện Trong Mosfet.
A Trường Điện Từ Dọc E(vertical)
- Như hình bên ta có Vg > Vb (Vb là đất)
nên sẻ xuất hiện 1 trường điện từ có hướng từ
cực g xuống cực b Trường điện từ này sẻ kéo
electron về lớp oxit và lổ trống về cực b
với tox là độ dày lớp oxit
Trang 41 Trường Điện Từ Xuất Hiện Trong Mosfet.
B Trường Điện Từ Ngang E(lateral)
- Như hình bên ta có Vd > Vs
nên sẻ xuất hiện 1 trường điện từ có hướng từ
cực d qua s, tức electron chạy từ cực s qua d
với L là chiều dài kênh dẫn
Trang 52 Mobility Degration
(Suy giảm độ linh động)
Có 2 nguyên nhân dẫn đến độ suy giảm độ linh động trong mosfet:
- Sự xuất hiện 2 trường điện từ E(lateral) và E(lartical)
có hướng vuông góc với nhau, tức có 2 xu thế dịch
chuyển electron xuất hiện trong kênh dẫn, dẫn tới
chúng bị va đập vào nhau và né nhau dẫn tới suy
suy giảm độ linh động
- Khi Vg càng lớn thì càng nhiều electron bị kéo về
phía lớp oxit hơn dẫn tới mật độ electron ở đây lớn
Trang 63 Velocity Saturation
(Bão hòa vận tốc)
Vận tốc trôi hạt dẫn bão hòa
công thức
Khi Vds tăng thì E(lateral) củng tăng đến ngưỡng là Esat.
ta có đồ thì quan hệ trường và hiệu điện thế.
Trang 73 Velocity saturation
(Bão hòa vận tốc)
Có 2 nguyên nhân chính dẫn đến bão hòa vận tốc củadẫn :
- Các electron chạy qua kênh dẫn sẻ va phải vào các tinh thể có sẳn của vật chất hoặc né dẫn tới khi đã đạt một vận tốc bão hòa không thể chạy nhanh hơn nữa
- Sự xuất hiện 2 điện trường vuông góc nhau cũng dẫn tới các electron khi chạy qua kênh dẫn va chạm hoặc né các electron di chuyển dọc dẫn tới vận tốc bị giới hạn, bão hòa vận tốc
(Ví dụ: khi đi qua ngã tư không thể di chuyển nhanh được)
Trang 8
4.Hượng tượng méo dạng kênh dẫn.
Hiện tượng kênh dẫn bị méo dạng :
- Ta biết chiều điện trường (E) cùng chiều với các điện tích dương ( tức ngược chiều e) vì thế mà E(vertical) tạo nên được kênh dẫn khi đủ mạnh và nhớ có kênh dẫn mà hình thành dòng điện từ cực d qua s tạo nên E(lateral)
- Ở đây ví dụ các điện áp, qua đó ta thấy vô tình ta đã tạo nên một điện trường có chiều từ cực d qua cực g ( điện trường hướng từ điện áp cao tới điện áp thấp) chính điều này đã làm giảm 1 phần kênh dẫn bên phía cực d