OTRZIO I PORTTORI semo: calcolare,, - F el S a T3K e cas (s otzz la ozzazoe comleta del drogate 1 drogaggo, 17-3 drogaggo, 17-3 3 drogaggo e, 17-3 Scrvere oltre uo scrt MTL che lott ache f F (, (, d/d, d/d el caso Soluzoe Pochè samo equlbro l roblema da rsolvere è ( ( 4 1 4 1 dove la cocetrazoe trseca a T3K è -3. Per l calcolo della dstaza - F equlbro vale kt e F kt F log
1 1 ( ( 4 4 aso 1 - (ozzazoe comleta, 17 3 / 3 3 F kt 3 3. log 5.9 e log 3 19.98e aso (ozzazoe comleta, - 17 3 / 3 3 F kt 3 3. log 5.9 e log 17 19.15e
aso 3, - (ozzazoe comleta 3 ( ( 4 1 4 1.56e 3. log e 5.9 log 19 3 kt F
OS Lo scrt MTL è dsoble al lk. I lot de rsultat el caso b soo 1.9.8.7 Ferm fucto.6.5.4.3..1-1.5-1 -.5.5 1 1.5 - F (ev 14 55 1 8 6 4-1.5-1 -.5.5 1 1.5 - F (ev 3 5.5 d/d d/d 1.5 1.5-1.5-1 -.5.5 1 1.5 - F (ev
Semcoduttore co drogaggo uforme arretta d S d lughezza L drogata uformemete all equlbro e alla temeratura T. TI: L1mm, 5 17-3, T3K L alcolare le bade c (, f (, v (, f ( l otezale y( e l camo F( le cocetrazo (, ( erfcare rsultat otteut col tool drft-dffuso lab d aohub.org
Imostamo arametr el smulatore: le lfetme soo rrlevat er questo roblema e lascamo quelle d default l tool effettua smulazo al varare del bas ; a o teressa l aals er e lascamo arametr d default er gl altr ut d lavoro
Pochè samo all equlbro ( ed l materale è omogeeo co drogaggo uforme l camo y,, soo costat e F( come cofermato dalla smulazoe basso a sstra (a arte effett d bordo Pochè >>4 ossamo certamete assumere 5 17-3. ssumedo l caso o degeere ossamo calcolare co la legge d azoe d massa 6 3 17 3 5 I rsultat er, soo cofermat dalla smulazoe (fg. alto a destra
Pochè le eerge otezal c, v, f, f dfferscoo tra d loro er ua costate, ache le bade soo atte. ssumedo come rfermeto er l eerga F (lo stesso fa l smulatore, ossamo calcolare la oszoe relatva della bada d coduzoe e valeza e F kt G 1.1e kt log.8e Il otezale (relatvo al lvello trseco e rferto al lvello d Ferm s determa da e F kt F F kt log.46 y F / q.46
Semcoduttore co drogaggo o uforme arretta d S d lughezza fta all equlbro e alla temeratura T co drogaggo o uforme. TI: ( e 18-3,1mm m m //s, T3K Plottare (, (, F(, r(, (, y(, tutte le comoet d drft e dffusoe e l dagramma a bade er ma 4mm. alcolare tutte le gradezze 1mm e la d.d.. d bult- dotta ell tervallo ma.
desty ( -3 Soluzoe: dalla legge d azoe d massa dall'equazoe della correte J dall'equazoe d Posso Il lot MTL è ( o ( J regoe quas-eutra ( ( J TH ( F( ( F TH r( q r( ( ( ( q e TH ( 15 ro/q 5 regoe svuotata d carca moble.5 1 1.5.5 3 3.5 4 (um r( regoe d carca sazale. vco a tuttava r (regoe quas-eutra ovvero carca moble d maggortar (elettro e drogaggo (etto d to s comesao (arossmatvamete er >3mm la carca moble è ferore al drogaggo e r (regoe svuotata
otetal ( 5 electrc flm (/ 15 5.5 1 1.5.5 3 3.5 4 (um Per l calcolo del otezale e dagramma a bade assumamo come rfermeto er l eerga/otezale F, y F ( e y ( y kt F e y ( kt y ( TH log ( TH log.5.4.3..1 1 3 4 (um
U metodo alteratvo er l calcolo del otezale è quello d tegrare l camo TH dy F( d y ( F( d TH y ( Imoedo la codzoe d eutraltà ed equlbro al cotatto trovamo la codzoe al bordo er l otezale y ( TH log.48
eergy (e ( ( e ( kt F ( G ( F kt log ( 1.5 F -.5-1 -1.5 1 3 4 (um
curret desty (/ J J, drft, drft ( qm ( F( ( qm ( F( qm TH qm TH e e J J, dfft, dfft ( q J ( q J, drft (, drft ( J,drft J,drft - 1 3 4 (um
( 11,, 4,, 11 3 19, 4 3 17 19, 3 17 3 13 3 19-6 19 3 1 4 8 3 3 3 17 6 3 17 1μm 1μm 3 18.5 ( ( 3 ( (.5 518 7 s 1.6 ( ( ( 3 518 3.67 s 1.6 ( ( ( 3.67 ( ( ( ( ( 3.37 m 3.37 m 1.6 5.9 F/m 8.85 11.8 ( 518 5.9 ( 7 3.67 ( ( 3.67 ( J J J J F q J F q J q q q F e drft dff drft dff drft drft TH TH m m r r 1.6e 1.1.56 ( ( 56.1me 3.67 3. e log 5.9 ( log ( 3 18 3 19 3 G F kt.41 ( ( ma ma TH y y La d.d.. d bult- dotta ell tervallo ma è
RIFT barretta d lughezza L e sezoe S co drogaggo ufome. L TI: L1mm, S(mm, 16-3, T3K I alcolare: 1. calcolare coducbltà, resstvtà, ressteza. I(.1, I( 3. le coc (, ( er 4. le bade c (, f (, v ( er 5. l otezale y( e l camo F( er erfcare rsultat otteut col tool drft-dffuso lab d aohub.org.
Soluzoe 1: r 1/.58Ω L R r S qm (.58Ω -4-3 ( 1.6 58.1 19 76 s 16 3 1.7 1 L 1 Soluzoe : alcolamo l camo crtco F c vsat m ( 7 /s 3 9.9 / 76 //s I <<F c L1 > 1 regme d mobltà (legge d Ohm regme d saturazoe d veloctà m F L J ( 1 4 m qmf 1711 3 m 1 m ( F / F 1/ 7 I JS qm FS c R //s 1 58.1 1.7m F L J ( 4 qmf 145 4 m 1 m ( F / F 1/ I JS qm FS c 453 //s 14.5m R 58.1 34.4m
Imostamo arametr della smulazoe la sezoe S o è mostable e o serve ochè o vee calcolata la correte ma solo la destà d correte è mortate settare la veloctà d rcombazoe a cotatt al valore ù alto ermesso modo che s comorto come deal la mobltà vee calcolata teramete dedeza del drogaggo mostato. lteratvamete è ossble secfcare de valor modo mauale; mostamo arametr base alla tabella d mobltà (m 76 //s, m 46.9 //S le lfetme rguardao le equazo d cotutà e soo fluet questo to d roblema ochè r e U er
el tool drft-dffuso la battera ha olartà oosta rsetto a quella assuta (l otezale ù alto sta a sstra come fgura basso. I accordo a questa covezoe rsultat d destà d correte soo L J(.11711 /, J(145 / che torao abbastaza bee co valor smulat (fg. a destra. S ota er alte l effetto della saturazoe d veloctà. Pochè l materale è omogeeo e rmae eutro ache fuor equlbro, soo costat 4 3
Pochè samo o-equlbro dovuto a trasorto f f F. Per l calcolo delle bade fssamo, er esemo, l rfermeto d F sull elettrodo d destra (L a. Per l lvello d Ferm sull elettrodo d sstra ( sarà -e. Pochè samo zoa eutrale l camo F( è costate e le bade varao learmete. Qud l lvello d Ferm vara learmete da -e er a e er L. che c, v, y varao learmete. L offset d c ed v ed f rsetto a F vale ( ( ( e e F ( kt ( F F ( kt F ( ( ( F F ( ( ( F G F ( kt log kt log ( kt log G.91e.36e.9e ( F ( F ( F ( kt log ( G.91e ( kt log 1.79e.36e
Il otezale (trseco vara learmete e vale agl estrem y ( F ( / q y ( L y (.36.36 Il camo è costate e vale F L L 4 questo caso l tool reseta u errore d sego
ecadmeto degl eccess col temo arretta d S drogata d lughezza L, drogata uformemete, e llumata modo uforme co sorgete d luce stazoara che forza ua geerazoe ottca ar a G. Iotzzado le codzo d bassa ezoe e eutraltà, calcolare: (, (, F( le bade c (, v (, y(, f (, f ( TI: G -3 /s, t t 1ms, : L1mm, 16-3, T3K erfcare rsultat otteut attraverso l tool drft-dffuso lab Soluzoe Imostamo arametr d smulazoe. I artcolare aullamo la rcombazoe suerfcale a cotatt modo che o vega forzato l equlbro a bord
Sotto l otes d bassa ezoe la oolazoe de maggortar rmae crca costate ( 16 3 ( L equazoe d cotutà er mortar dveta (le dervate sazal soo ulle d dt U G ( Gt t s 3 6 s 14 3 ( ( 14 3 << otes d bassa ezoe OK er G -3 /s. Il camo deve essere ullo og uto ochè l llumazoe è uforme e l materale è omogeeo. La smulazoe da u camo ccolo ma o ullo frutto del resduo errore del calcolo umerco.
Pochè F le bade soo atte. Pochè l semcoduttore è redamo f come rfermeto ( f. La dffereza f - f uò essere calcolata come e F kt F F kt log.6e ( e y - e ( F F kt ( F kt F G / q.36e kt log F F F F G kt log.91e kt log.9e.36e
ecadmeto degl eccess co lo sazo arretta d lughezza a temeratura T co drogaggo uforme llumata da ua ogga d foto che crea u eccesso. Iotzzado bassa ezoe e eutraltà, lottare gl eccess d elettro e lacue, l camo e tutte le comoet d destà d correte. alutare rsultat aaltc 5mm e cofrotarl co rsultat otteut co MTL. TI: mm, 18-3, -3, t t 1s, m 5 //S, m 5 //S, T3K. Soluzoe: scrt MTL alcolamo dffusvtà e lughezze d dffusoe (le mobltà soo rese dalla tabella er l drogaggo d 18-3 kt m 5.9 q 3 5 s 6.5 s L kt q t 6.5 s m 5.9 3 9 5 s s 8 5 6.5 s L t 6.5 s 9 s 8 5
ecess ( -3 Pochè L d, L d << la soluzoe delle equazo d dffusoe er elettro e lacue soo (dobbamo verfcare seguto se è effettvamete ossble alcarle ( ( e e / L / L 9 8 6 4 4 6 8 (um ( ( (
feld (/ Le comoet d correte d dffusoe soo J J, dff, dff ( q ( q q L q L e / L e / L Il camo vale F( q J ( J ( ( J ( m m q( m m q( m m drft dff J, dff, dff ( -8 -.5-1 -1.5-4 6 8 (um Il camo F o è esattamete ochè e o soo esattamete ugual e la codzoe d eutraltà o è verfcata a rgore.
curret desty (/ Le comoet d correte d drft soo J ( qm ( F( J, ( qm ( F(, drft drft curret desty (/ -4 1-1 Jdrft Jdff Jdrft Jdff 1 3 4 5 (um -4 1 J J J -1-4 6 8 (um a otare che J (, J (. Questo rsultato è comatble co ua veloctà d rcombazoe fta e dversa da zero, ovvero co la reseza d dfett all terfacca
alcolamo l raorto tra le comoet d dffusoe e quelle d drft er verfcare l alcabltà delle equazo d dffusoe 15 curret desty (/ 5 Jdff/Jdrft Jdff/Jdrft 4 6 8 (um Il raorto s mate > er og ache er maggortar (elettro. Qud le equazo d dffusoe hao seso e tutt cot fatt valgoo co buoa arossmazoe. OT: el caso cu o è ossble alcare l equazoe d dffusoe er maggortar, o è eache ossble calcolare l camo e le corret d drft. L uca correte calcolable è quella d dffusoe de mortar.
( dffusoe OK equazo ( ( ( ( 1.5 1.8 s 5 1.6 ( ( ( 7.5 1.8 s 5 1.6 ( ( ( 1.8 ( ( (.57 8 /s 6.5 1.6 ( (.65 8 /s 6.5 1.6 ( ( ( ( ( ( (,,,, 19-3 7 19, 9-3 18 19,,, 7-3 7 5 19, 7-3 7 5 19, -3 7-3 18-3 7 8 5-3 / -3 7 8 5-3 / 5 4 5 4 J J J J F q J F q J q J J F L q J L q J e e e e dff drft dff drft drft drft dff dff dff dff L L m m m
Guzoe P all equlbro Guzoe P equlbro a temeratura T co rego P ed d lughezza *, *, sezoe S(1mm e drogate,. etermare (sotto l arossmazoe d svuotameto comleto 1.,,, y b, F ma, e le ressteze delle rego eutre. l camo e l otezale 3. le cocetrazo d elettro, lacue e la destà d carca etta 4. le bade c (, v (, f (, f ( ofrotare rsultat otteut co lot MTL e col tool P Jucto Lab d aohub.org TI: T3K, * * m, 17-3
Soluzoe: scrt MTL 116.78Ω 675 1.6 1.6 ( 1 37.8Ω 331.5 1.6 1.6 ( 1 1.6 1.6 / 1.1 8.85 11.8 7.38 1.6 7.5m / 7.5m / 145m 1.45 1 1.83 1.6 8.85 11.8 1 1.83 l 5.9 l 8 17 19 5 8 17 19 5 5 * 5 * 5 14 6 17 19 ma 5 17 17 19 14 17 17 3 S q R S q R q F q b TH b m m y y
Imostamo arametr d ut el tool P Jucto Lab Le lfetme e le mobltà soo rrlevat er l aals d u roblema all equlbro qud lascamo valor d default.
Il camo è P Jucto Lab q F( q ( ( matlab 4 fled (/ -5 - -15 -. -.1.1. (um La curva rossa el lot del smulatore dca l rsultato ell arossmazoe d svuotameto comleto (lo stesso calcolo d matlab. Il rsultato esatto dffersce da quello co l arossmazoe maggormete erchè la destà d carca etta o va bruscamete a zero a bord della SR (come vedremo seguto.
otetal ( Il otezale è y ( q ( y ( y ( q ( y b y ( y b y ( co la codzoe al bordo sstro (- ( TH e log F F kt ( 5.9 3 log y ( 17 F.418 ( q P Jucto Lab.5 matlab -.5 -. -.1.1. (um a otare come, el smulatore, l otezale o sa detfcato col lvello trseco. ssumedo l lvello d Ferm come rfermeto (f, l lvello d Ferm trseco è f (-qy(.
et charge (/ 3 Possamo qud calcolare la destà d artcelle P Jucto Lab ( e F kt F matlab ( ( coc ( -3 -. -.1.1. (um e la destà d carca etta r( q ( ( ( (. matlab P Jucto Lab.1 -.1 -. -. -.1.1. (um otamo come la carca o vada bruscamete a zero a bord della SR
at, ossamo calcolare le bade F F ( qy ( ( ( F kt ( e ( kt log ( ( G ergy (e 1.5 -.5 matlab c v f f -1 -. -.1.1. (um P Jucto Lab
Guzoe P fuor equlbro Guzoe P a temeratura T co rego P ed d lughezza *, *, drogate, e co lfetme t, t. ee alcata ua d.d...6 etermare (ell ambto della teora d Shockley 1.,,, y b, F ma, J( e le R delle rego eutre. la caratterstca I( 3. l camo e l otezale 4. le cocetrazo d elettro, lacue e la destà d carca etta 5. le bade c (, v (, f (, f (, f ( 6. Le destà d correte d elettro e lacue ofrotare rsultat otteut co lot MTL e col tool P Jucto Lab d aohub.org TI: T3K, * *m, 17-3, t t -
Soluzoe: scrt MTL Suoamo d essere elle codzo er cu vale la teora d Shockley. I artcolare se la correte è tato bassa da rteere trascurable la caduta elle zoe eutre ossamo rsolvere l elettrostatca co le codzo al bordo F y ( F( ( y ( e calcolare y b y q 7.85 F b R R ma TH * l ( y (.83.6 6 1 qm ( 1 qm ( 78.5m 5.9 1 1 / 39.m 1.6 1.6 3 19 19 17 l 17 11.88.85 19 1.6 5 1.6 331 5 1.6 675 17.83 17 8 8 14 19 17 6 q 1.6 3.9 4 6 / 14 11.88.85 5 * 5 1.6 1.6 b S S 378Ω 185Ω 1 17 / 39.m 1 17
Le lughezze d dffusoe soo L L kt q kt q m 5.9 t t 3 17.48 s m 5.9 3 8.57 s 675 s 331 s 17.48 s s 4. 8.57 s s.9 5 5 Pochè le lughezze d dffusoe soo cofrotabl co, usamo la soluzoe geerale del modello d Schockley J q L tah L L tah L.63 / la destà d correte el uto d lavoro.6 è J ( J e TH 1 3/
La caduta elle zoe eutre è S S ( R R I SJ J 17.1μ.6 è trascurable rsetto alla d.d.. alcata, er cu ossamo assumere che cada tutta a ca della SR. Osservamo come o deda da S. la d.d.. che cade elle zoe eutre La codzoe d bassa ezoe è rsettata se y b TH m log,log y b.83 Pochè, el caso esame.6, ossamo dre che la codzoe d bassa ezoe è rsettata solo arte.
curret desty (/ Imostamo arametr el smulatore 3 matlab P Jucto Lab 1.1..3.4.5.6.7 voltage ( otamo che er l uto d lavoro dato (.6 l coto MTL da u errore d crca 3% rcalmete dovuto alla codzoe d bassa ezoe o totalmete rsettata.
P Jucto Lab Il camo è q F( q 4 ( ( matlab fled (/ - -4-6 -8 -. -.1.1. (um
Il otezale è q y ( q y ( ( ( y b y ( y ( b y ( y ( co la codzoe al bordo sstro - ( f -q, f ( e F F kt ( e y ( TH y ( TH log.6 5.9 3 log 17.18 P Jucto Lab.5 matlab otetal (.4.3..1 -. -.1.1. (um a otare come, el smulatore, l otezale o sa detfcato col lvello trseco.
coc ( -3 Le cocetrazo d elettro e lacue soo ( e / F kt F ( ( ( / kt e ( F F ( Pochè le lughezze d dffusoe soo cofrotabl co, calcolamo la soluzoe geerale er gl eccess de mortar sh ( (, sh ( (, sh ( / sh / L ( / L / L L P Jucto Lab 18 17 matlab 16 15 14 13 1 -. -.15 -.1 -.5.5.1.15. (um
La destà d carca etta è r( q ( ( ( ( P Jucto Lab. coc (/3.15.1.5 -.5 matlab -.1 -.15 -. -. -.15 -.1 -.5.5.1.15. (um
ergy (e alcolat (,( e l otezale ossamo calcolare le bade F ( ( ( ( qy ( e e e F ( kt F F ( kt F ( kt ( F ( ( ( ( F F ( F ( ( F ( ( kt log F kt ( e ( F ( kt log ( G F ( kt log ( ( kt log ( ( matlab P Jucto Lab.4. c v f f f -. -.4 -.6 -.8-1 -. -.15 -.1 -.5.5.1.15. (um
vedo (, ( e l camo ossamo calcolare le destà d correte J J ( ( qm( F( q ( ( qm ( F( q P Jucto Lab matlab 3.5 J J jtot curret desty (/ 1.5 1.5 -. -.15 -.1 -.5.5.1.15. (um a otare come l coto fatto co MTL vega male a cause delle arossmazo della teora d Shockley ed è ecessaro qud la comleta rsoluzoe del modello.
Guzoe MS Guzoe MS (semcoduttore d lughezza e sezoe S a temeratura T co alcata ua d.d.. etermare (ell ambto della teora d Shockley 1. y b,, F ma, la ressteza della regoe eutra e I(. l camo F( e l otezale y( 3. le cocetrazo d elettro, lacue e la destà d carca etta el semcoduttore 4. le bade c (, v (, f (, f ( el semcoduttore TI: T3 K, qf m 4.8e, m, S(1mm, 17-3,.3 Soluzoe: scrt MTL el semcoduttore lotao dal cotatto ( qf q S qf M F F kt ( q kt log qf cotatto Schottky S kt log e F 4.5e
y R b F qf f qf qf.55 ma q 1 qm q I SJ m F( ( y ( f m q F( 4 s b * S T S 57m 13 q 8.7.7e e 3.7m q ( f f kt e Il camo e l otezale soo F( y ( y q q ( TH ( ( 4 / 1 15 Il otezale s calcola moedo l rfermeto del lvello d Ferm ella zoa a e (f ( e F kt F ( y ( TH e y ( TH log.4
4-1 - -3 fled (/ otetal ( -4-5 -6-7 -8-9..4.6.8.1.1.14.16.18. (um.5.45.4.35.3.5...4.6.8.1.1.14.16.18. (um
coc ( -3 Il lvello d Ferm trseco è F ( qy ( Pochè f è costate (asseza d feome GR e artcolare f ( e F kt F ( e y ( TH Pochè trascuramo feome GR ella SR ff e qud vale la legge d azoe d massa ( ( 15 5..4.6.8.1.1.14.16.18. (um
ergy (e La destà d carca etta è r( q ( ( (.16.14.1 et charge (/ 3.1.8.6.4...4.6.8.1.1.14.16.18. (um Ife c ed v e F kt ( kt log ( ( ( G.5 -.5 c v f f -1..4.6.8.1.1.14.16.18. (um
Trasstore P Trasstore P d sezoe uforme S, temeratura T co rego d emetttore, base e collettore d lughezza,,, drogaggo,,, lfetme de mortar t, t, t. 1. calcolare, codzo d equlbro, otezal d bult-, le amezze delle SR e le ressteze delle rego eutre. calcolare codzo d equlbro l adameto del otezale, camo, cocetrazo d carca e l dagramma a bade 3. calcolare l beta del trasstor zoa attva 4. dscutere le caratterstche d uscta I ( er 5 e.5m I 1m e, el uto d lavoro I 1m, 5, l adameto del otezale, camo e cocetrazo d carca ofrotare e dscutere rsultat otteut attraverso l tool JT- L. TI: S5 mm, T3K, mm, mm, mm, 18-3, 17-3, 16-3, t.1ms, t 1ms, t.1ms.
Tutt cot seguet soo rortat ello scrt matlab Soluzoe 1. - I otezal d bult- delle due guzo soo y l.89, l y b TH b, TH.78 le amezze delle SR soo ( q q ( y b, 1 1 1 5 ( y 3.34 b, 1 1.13 5
La SR s rartsce tra la regoe d emetttore ( d e quella d base ( d d 6 5 d La SR s rartsce tra la regoe d base ( d e quella d collettore ( d l d 3 3 6 5 d Le amezze delle rego quas-eutre soo d d d d 9.7 1.86 4 3 4 Le ressteza delle rego quas-eutre soo m ( R R R 5 1 qm ( 1 qm ( 1 qm ( //s S S S m ( 495Ω 73Ω 11.kΩ 331.5 //s m ( 76 //s
Soluzoe. Per l calcolo del otezale rsolvamo l equazoe d Posso sotto l arossmazoe d svuotameto comleto e caduta trascurable elle zoe eutre (che equvale a camo ullo y r( r( q dove le ascsse de bord delle SR soo d d 5 d d e le codzo al bordo soo ( 6 1.97.3 4 4 F( y ( y ( y ( y y ( y F( y F( TH TH log log F(.477 TH log.36.4
( ( ( ( ( q q q q y y y y y y y y Il rsultato del otezale è Imostamo el smulatore arametr rlevat er la smulazoe d equlbro
otetal ella fgura a destra vedamo l rsultato della smulazoe d equlbro (. Possamo verfcare artcolare otezal a bord JT-Lab y y y TH TH TH log log log.477.418.358 e le cadute d otezale elle zoe d svuotameto.5.4.3 matlab y y b, b, y y y y.89.77..1 -.1 -. -.3 -.4 -.5 - -5 5 15 (um Le amezze delle rego d svuotameto delle guzo e soo soo abbastaza ccole rsetto alle dmeso del dsostvo ercu le varazo de otezal aaoo vertcal.
feld (/ La soluzoe del camo elettrco è JT-Lab q q F( q q ( ( ( ( 4 matlab I cch del camo soo corrsodeza delle guzo metallurgche ( e ( e valgoo 15 5-5 - -5 5 15 (um q F( F( q d 1.58 d 5 / 4.65 4 /
coc Le cocetrazo d elettro e lacue soo (assumedo l otezale d Ferm come rfermeto, F JT-Lab ( e F kt F e y ( TH ( / ( I artcolare elle rego eutre valgoo ( ( 18 5 16 15 4 3 3 3 3 3 3 15 5 matlab - -5 5 15 (um
eergy (e Il dagramma a bade è rortato fgura a destra. ssumamo come rfermeto er le eerge l lvello d Ferm ( F. Il lvello trseco è JT-Lab F ( qy ( Le bade c (, v ( soo ( F F ( kt (.56e log ( ( G 1.5 matlab c f v f -.5-1 I artcolare elle rego eutre -1.5 - -5 5 15 (um ( 9me.98e.1e ( 1.3e.13e.91e
alcolamo le lughezze d dffusoe de mortar ( ( ( 11μm 4μm 6.8μm s 1.7 5.9 s 491 s 17.5 5.9 s 675 s 4.6 5.9 s 178,,,,,,,,, 3, 3, 3, TH TH TH L L L t t t m m m samo elle codzo d base corta (L >> ma o d emetttore corto ( (.3 1.993 1 cosh 1.99 / tah / tah 1 1,,,,,,, F F F T F T L L L L L Soluzoe 3.
Imostamo el smulatore arametr rlevat er la smulazoe fuor equlbro ( 5 er essere scur d essere zoa attva dretta I lot d Gummel e l beta smulat soo rortat d seguto S otao a basse ed alte corret gl effett smulat d GR e alta ezoe rsettvamete. ella arte arossmatvamete atta del beta l suo valore rsulta crca 13 buo accordo col rsultato che abbamo otteuto aaltcamete co la teora arossmata (.
Soluzoe 4. Imostamo arametr er la smulazoe delle caratterstche d uscta otamo, artcolare, la edeza o ulla delle caratterstche zoa attva dovuta all effeto arly
Il otezale elle zoe eutre è varato (rsetto all equlbro fuzoe de otezal alcat. I artcolare all emetttore ( e al collettore ( 5 y y TH TH log log.477 5.358 Il otezale all elettrodo d base è determato modo autocosstete fuzoe I. a otare la varazoe d otezale ella regoe eutra d collettore dovuta al basso drogaggo. ella regoe d emetttore vece l otezale aare atto a causa dell alto drogaggo e relatva bassa ressteza.
L adameto del camo è rortato fgura. a otare l aumeto della regoe d svuotameto e del camo (rsetto all equlbro dovuta alla olarzzazoe versa della guzoe base-collettore. L adameto delle cocetrazo mostra (rsetto all equlbro l eccesso d ezoe d mortar ella guzoe e lo svuotameto alla guzoe. elle zoe eutre le cocetrazo vece soo quelle dell equlbro.
Struttura MOS d to P Struttura MOS d to P a temeratura T co substrato d sessore e drogaggo, solate d costate delettrca relatva r,o, sessore t o, destà d carca ell ossdo r o ed elettrodo d gate co workfucto qf m. 1. determare la tesoe d bada atta e la tesoe d sogla. lottare co MTL e co l smulatore MOS-P le caratterstche Q s (y s, y s (, (, Q (, Q w (, Q s (. scutere e cofrotare rsultat 3. assumedo che l dsostvo sa olarzzato co -.5 determare, y s, o, F o, Q w, Q, Q s, y(, F(, le bade e le cocetrazo (, (, r(. ofrotare e dscutere rsultat otteut attraverso l tool MOS-P. 4. retere l uto 3 co.5 5. determare la tesoe d bada atta e la tesoe d sogla el caso r o /q 18-3 TI: T3K, 1mm, 5 15-3, t o m, r,o 3.9, qf m 4.5 e
Puto 1: determare la tesoe d bada atta e la tesoe d sogla. La tesoe d bada atta s calcola come F f ms Q o o Il dagramma a bade rma del cotatto è qf m q4.1ev f ms f m f s f m 4.5e f S uò essere calcolata come q q G G ( F F q qy fs y G f s q
el semcoduttore.95 5 4.5 5.34 1.1 4.1.34 5 log 5.9 log 15 3 ms G s TH q e e TH TH F F f y f y y ell ossdo 7 7 14 F 1.7 F/ 8.85 3.9 1 o o o t o o o t d t Q o r.95 ms o o ms F Q f f La tesoe d bada atta e la tesoe d sogla soo ( -74m.34 F/ 1.7.34 ( 5 F/ 1.6 8.85 11.8.95 7 3 15 19-14 o S F T q y y
Puto : lottare co MTL e co l smulatore MOS-P le caratterstche Q s (y s, y s (, (, Q (, Q w (, Q s (. scutere e cofrotare rsultat. Pochè la relazoe Q ( F s y s o y s è mossble da vertre rsetto a, s arte geerado u array er y s e rcavado Q s dalla relazoe Q ( y s s kt S e qy S kt qy S kt 1 e qy S kt qy S kt 1 1/ metre s rcava da Q ( F s y s o y s La carca Q (y s s uò rcavare utlzzado l arossmazoe d svuotameto comleto Q w ( y q y S S S e la carca Q (y s er dffereza Q y Q ( y Q ( y ( S s S w S Ife la caactà uò essere calcolata facedo la dervata (gradet d( Qs d
questo uto tutte le gradezze calcolate ossoo essere lottate (scrt MTL fuzoe d. Il rage er l array y s deve essere mostato maualmete er corre teso dall accumulazoe (< F -.95 all versoe (> T. ello scrt l array y s [-..9]. Imostamo adesso arametr el tool MOS-P er effettuare la smulazoe.
Imostamo l rage d smulazoe er lo swee tesoe suffcetemete largo (-3 1.5 da cludere F e T e vedere l otezale d suerfce e la curva dalla regoe d accumulazoe a quella d versoe. Teamo valor d default er arametr d smulazoe. Il smulatore effettua due smulazo alle due frequeze secfcate (f 1 1 Hz, f 1 MHz usado u temo d vta medo er mortar (elettro ar a t1s.
-6 semcoductor charge (/ charge (/ Il smulatore o rorta Q s (y s e la dedeza d Q s, Q w, Q da. Mostramo qud solo rsultat MTL -7-8 -9 - -...4.6.8 1 1. semcoductor otetal ( otamo l adameto esoezale d Q s co y s accumulazoe (y s < e versoe (y s >y.68, metre svuotameto (<y s <y.68 la dedeza è d to ( 5-7 4 3 1 -Q -Qw -Qs -1 -.5.5 1 1.5.5 Gate oltage ( Il lot delle carche Q s, Q w, Q è mostrato er F -.95 (y s. S ota come er T ( Q e Q s Q w metre, er T, Q aumeta learmete co e Q w resta bloccata al valore Q w ( T.
Il smulatore rorta l otezale d suerfce y( e o y s. Possamo calcolarlo come y( y s y(y s -y.6 matlab MOS-P.4 Surface otetal (. -. -.4 -.6 -.8-3 -.5 - -1.5-1 -.5.5 1 1.5 Gate oltage ( otamo come versoe ( T l otezale d suerfce aumeta oco co. I artcolare a ( T y(.4
Il rsultato MTL (bassa frequeza e della smulazoe (frequeze f 1 e f soo rortat fgura. 1.8-7 matlab MOS-P caactace (F/ 1.6 1.4 1. 1.8.6 o.4. -3 -.5 - -1.5-1 -.5.5 1 1.5 Gate oltage ( I forte accumulazoe (<< F -.95 e forte versoe (>> T la caactà comlessva a bassa frequeza (f 1 è domata da o ochè s >> o. ella smulazoe alla ù alta frequeza f (1MHz la caactà o tora a o ochè la carca d versoe (costate d temo 1s o fa temo a geerars.
Puto 3: assumedo che l dsostvo sa olarzzato co -.5 determare, y s, o, F o, Q w, Q, Q s, y(, F(, le bade e le cocetrazo (, (, r(. ofrotare e dscutere rsultat otteut attraverso l tool MOS-P Per -.5, F T, e l dsostvo s trova regoe d svuotameto co Q. Possamo qud usare l arossmazoe d svuotameto comleto f MS Q s o y S q o q S q S q o ( f MS.9 5 y S q S 1.6 19 15 3 5 (.9 14 11.88.85 F/ 5.3 Q w q 1.6 19 5 15 3.9 5.3 8 / o ( f MS y S (.5.95.34.13 F o o / t o.13 /( 7 6.66 4 / Q s Q Q w Q w.3 8 /
ello scrt MTL- soo clus quest cot ed l lot d y(, F(, bade e cocetrazo (, (, r( sotto l arossmazoe d svuotameto comleto. Il smulatore rorta lot al uto fale d olarzzazoe dello swee tesoe. Imostamo qud questo valore a -.5
Sotto l arossmazoe d svuotameto comleto la soluzoe er l otezale è y Fo y S y to q y S y ( ( otetal.15.1.5 -.5 -.1 -.15 -. -.5 -.3 matlab MOS-P -.35 -...4.6.8 1 1. (um
La soluzoe del camo è F( Fo to q ( S 7 4 matlab MOS-P 6 5 feld (/ 4 3 1 -...4.6.8 1 1. (um
Le cocetrazo d carca soo y ( y ( TH TH ( e ( e r( q( ( ( 16 14 matlab ro MOS-P 1 coc 8 6 4.1..3.4.5.6.7.8.9 1 (um otamo u sgfcatvo errore el coto MTL dovuto all arossmazoe d svuotameto comleto.
eergy (e Le bade soo (assumamo l lvello d Ferm el semcoduttore come rfermeto, F F ( qy ( ( e F kt ( ( kt log ( ( ( G MOS-P 1 matlab.8.6.4 c f v f. -. -.4 -.6.1..3.4.5.6.7.8.9 1 (um
Puto 4: assumedo che l dsostvo sa olarzzato co -.5 determare, y s, o, F o, Q w, Q, Q s, y(, F(, le bade e le cocetrazo (, (, r(. ofrotare e dscutere rsultat otteut attraverso l tool MOS-P. Per.5, T, e l dsostvo s trova regoe d versoe. Possamo qud assumere l otezale d suerfce e la SR bloccat sul valore y s y.34.68 y ( y s y y.34 Sy S q 14 11.88.85 F/.34-19 15 3 1.6 5 4. 5 o ( f MS y S (.5.95.34.77 F o o / t o.77/( -7 1.3 5 / Q w q 1.6-19 5 15 3 4. 5 3.3 8 / Q o ( T 1.7 7 F/ (.5.74 7 / Q s Q Q w 7 / 3.3 8 / 1.33 7 / I versoe o è valda l arossmazoe d svuotameto comleto e qud o ossamo calcolare aaltcamete y(, F(, le bade e le cocetrazo (, (, r(.
Il smulatore rorta lot al uto fale d olarzzazoe dello swee tesoe. Imostamo qud questo valore a.5 Il valore y( calcolato è.34 metre l smulatore dà.48 a.5. Il camo F o è 1.3 5 /, metre l smulatore da 3.6 5 / (fg. alto. Il motvo rcale d queste devazo derva rcalmete dalle arossmazo er l calcolo d y S e Q w. La fgura a lato mostra che la dstrbuzoe della carca d versoe e lo svuotameto d lacue soo largh qualche cetaa d m. Ioltre l arossmazoe d svuotameto comleto o è rsettata all terfacca dove doma la carca d versoe.
Puto 5 : determare la tesoe d bada atta e la tesoe d sogla el caso r o /q 18-3. Q o 1 t o t o r d r t o o o / 1.6 19 18 3 7 1.6 7 Q o o 7 1.6 / 7 1.7 F/.9 F f ms Q o o.95.9 1.87 T F 1.87 q S o ( y y 11.88.85-14 F/1.6 1.7 7 19 F/ 5 15 3 (.34.34-1 Imostamo arametr el smulatore
otamo come y(.4 er -.9 (la curva y(f( trasla verso sstra d.9 buo accordo al rsultato aaltco. che la curva rsulta traslata della stessa quattà.
MOSFT a caale lugo Trasstore MOSFT d lughezza L e larghezza a temeratura T costtuto da struttura MOS co substrato d to P (sessore e drogaggo, solate d costate delettrca relatva r,o, sessore t o, destà d carca ell ossdo r o ; elettrodo d gate co workfucto qf m ; rego d Source/ra d lughezza L S e rofodtà j drogate S, mobltà degl elettro el caale m, almetazoe. TI: T3K, Lmm, 1mm,.5mm, 18-3, t o m, r,o 3.9, qf m 4.5 e, L S 5m, j m, S -3, m 14 //s, 5. 1 determare F, T, m, SS, I O, I OFF, I O /I OFF, P O, P OFF, P cofrotare, lottado I (, G e I ( G,, modell square law e bulk 3 cofrotare rsultat otteut a ut recedet co quell otteut dalla smulazoe col tool MOSFT-L 4 smulare e dscutere, codzo d equlbro, le cutles d otezale e cocetrazo d elettro (, y e (,yl/ 5 retere ut 1-3 el caso t o 1m. Modfcare la struttura (eccetto, L, to er fare modo tale che I O /I OFF > e oteza meda dssata P <m. 6 retere ut 1-3 el caso 17-3 e 1 (t o m, F4.5e
Puto 1 : determare F, T, m, SS, I O, I OFF, I O /I OFF, P O, P OFF, P I cot seguet soo clus ello scrt MTL Per valutare se ossamo utlzzare le esresso d F e T calcolare er la struttura MOS, dobbamo vedere se, dal uto d vsta dell elettrostatca samo codzoe d caale lugo. I codzoe d bada atta (e S l amezza delle rego d svuotameto tra source(dra e bulk è y J TH S log 5.9 3 log 18 1.7 J sy q J 1 S 1 11.88.85 1.6-14 19 F/1.7 1 3 18 1 3 3.7 6 Pochè J <<L l elettrostatca logtudale è be cotrollata e ossamo usare le esresso d F e T calcolate er la struttura MOS.
La tesoe d bada atta è F f ms Q o o qf m q4.1ev f ms f m f f m s 4.5e q G f s y el semcoduttore, F e F kt F e y TH y log 18 3 5.9 log.477 G 1.1 fs y 4.1.477 5.14 q TH TH log
qf m q4.1ev 1.9 1 ms o o ms F t o o o Q d t Q o f f r La tesoe d sogla è ( 1.5.477 F/ 3.45.477 ( F/ 1.6 8.85 11.8 1.9 7 3 18 19-14 o S F T q y y 1.9 5.14.5 4 f ms 7 6 14 F 3.45 F/ 8.85.9 3 o o o t ( o S F T q y y
m ed SS s calcolao come m 1 q S OX OX s / (y 1 / 4y S (y 1 OX s (y q SS.3m TH L amezza della SR e la s al uto d versoe soo (y s (y q 11.88.85 1.6 19 F/(.477 18 3-14 3.5 6 s (y s (y -14 11.88.85 F/ 6 3.5.9 7 F/ m 1 SS.3m s 7 (y.9 1 3.45 o TH F/ F/.831.855.9 7 3 1.85 1m/dec otamo gl alt valor d m e SS, dce che l elettrostatca o è be cotrollata. Pochè L è molto grade, è molto robable (lo verfcheremo seguto che l elettrostatca logtudale sa be cotrollata. La degradazoe d m e SS è attrbuble qud alla degrazoe dell elettrostatca trasversale.
La correte d O è I O I, sat 14 s ( G 3.45, 7 F 1 m o ( 5 1.5 L 1.85 ( m T 159μ I La correte d OFF è OFF I m o, sub L 14 s (, ( m 1 G TH 3.45 e 7 m T TH F m 1 o L ( m 1 TH e G m 1 e 1.5 3 3 5.9 ( 1.85 1 ( 5.9 e 7 TH T TH Il raorto I O /I OFF è 17 La oteza statca dssata ello stato O, OFF e quella meda soo P P P O OFF I 5 159μ.8m 5 7 3.6 1 ( P P / P /.8m/.4m O O I OFF OFF O
ra urret ( Puto : cofrotare, lottado I (, G e I ( G,, modell square law e bulk. Osservamo aztutto che /L5k/ <<F c 4 / er cu o samo regme d saturazoe d veloctà. La relazoe I ( G, el modello square law è I m o L G (, sat, sat G T T metre el modello bulk è I m o L G F y, sat, sat q S 3OX ( G ( y 3/ ( y T / m 3/ I lot MTL soo rortat elle fgure seguet 1.5-3 bulk model square law model 1.5 1 3 4 5 6 7 8 9 Gate oltage (
-4 ra urret ( 1 bulk model square law model 1 3 4 5 6 7 8 9 ra oltage ( el caso delle I ( le,sat soo.5 ( / m, sat T 3, sat T SQUR ULK 1.88 el caso square-law la correte satura doo e la I,sat rsulta ù alta co otevole sovrastma delle correte ( 3m otamo oltre che la correte d O otteuta usado l modello bulk ella sua esressoe esatta ( 17m sa leggermete suerore a quella stmata co l esressoe semlfcata usata al uto 1 ( 159m
Puto 3: cofrotare rsultat otteut a ut recedet co quell otteut dalla smulazoe col tool MOSFT-L Imostamo arametr d struttura el smulatore MOSFT-L La lughezza caratterstca rareseta la costate d decadmeto esoezale del drogaggo d Source/ra detro l caale. alor tc soo dell orde d 5-m. Poamolo ad esemo ar a 5m.
Imostamo arametr de materal e modell d smulazoe. I artcolare segamo la dedeza della mobltà dal drogaggo e dal camo trasversale e logtudale, modo che sa fssa a 14 //s come e cot MTL. Pochè l trasorto è domato da maggortar (elettro el ostro caso è ossble o rsolvere l equazoe d cotutà er le lacue dsattvado l ozoe solve bolar carrers. I questo modo le lacue vegoo cluse el modello solo attraverso la statstca d equlbro co f f (ovvero attraverso la legge d azoe d massa. Il vataggo d questo arocco è quello d avere u sstema da rsolvere ù facle e ua smulazoe ù veloce. cotro o è ossble rsolvere roblem d ezoe/svuotameto cu f f come el caso d ozzazoe da matto. Segamo qud ache l modello er la smulazoe della ozzazoe da matto. Teamo fe arametr o secfcat ella tracca al valore d default.
Imostamo u rage d scasoe della G (- 5 dalla regoe d accumulazoe ( F -1.1 a sorasogla ( T 1.5 er le curve Qs( G e I ( G, e due valor er S, uo zoa leare (5m e uo alla tesoe d almetazoe (5. Teamo l bulk a. I fgura alto a destra è rortata la curva Q s ( G smulata. Il valore d G che corrsode al mmo della curva è la tesoe d bada atta F. otamo u buo accordo col valore calcolato teorcamete d -1.1. ella regoe G F la carca è d lacue (accumulazoe, er T 1.5 la carca è d elettro d versoe e la relazoe Q s ( G Q ( G è leare. Per F G T samo codzoe d svuotameto e Q s ( G Q w ( G è carca d svuotameto.
Le fgure basso mostrao le curve I ( G scala leare (sstra e log (destra er mettere evdeza la regoe d sorasogla e quella d sottosogla rsettvamete. Lo scrt MTL ermette d rcavare T, SS, m, I O, I OFF, fttado le rego d sorasogla e sottogla. I artcolare dalla fgura d sstra è ossble estraolare la T determado l tercetta che la caratterstca zoa leare (curva blu determa co l asse. S trova u valore d T 1.6 ottmo accordo col rsultato aaltco d ~1.5. La correte I O 179m è estraolata dalla I ( G saturazoe (curva rossa er G 5 ed è ottmo accordo col rsultato aaltco d 17m otteuto col modello bulk. alla fgura d destra s ota a bassssme corret u adameto radomco dovuto all errore resduo dell algortmo d smulazoe. La regoe d sottosogla co adameto leare su scala semlogy ermette d estraolare attraverso lo scrt MTL ua subthreshold sloe SS 117m/dec (m buo accordo co l rsultato aaltco d 1m/dec e m1.85. La correte d OFF ( G s trova ella regoe cu revale l errore umerco. Lo scrt MTL estraola dalla regoe d sottosogla ua correte d.7 - cotro 7 - calcolat aaltcamete.
otamo fe che, ella regoe d sottosogla, lo shft della T (estratta co lo scrt è d sol 8m. Questo dca che l elettrostatca logtudale del dsostvo è be cotrollata (a dffereza d quella trasversale. Imostamo arametr er le smulazo I ( La fgura a destra rorta classc adamet delle curve I ( er u trasstor a caale lugo. Per G 1< T 1.5 la I. Per G > T 1.5 le caratterstche saturao er suff grad (,sat. Questo coferma che o soo reset effett d caale corto (IL e/o LM. L arossmazoe,sat ( G - T /m o è be rsettata ochè er G 5 abbamo calcolato co l modello bulk ua,sat 1.88; dalla fgura s vede er er 1.88 la caratterstca s trova acora zoa trodo.
Puto 4: smulare e dscutere, codzo d equlbro, le cutles d otezale e cocetrazo d elettro (, y e (,yl/ Il smulatore ermette d vsualzzare cutles d otezale, cocetrazoe, camo,... all equlbro ( G, e ell ultmo uto d lavoro smulato elle caratterstche I. a otare che el smulatore la coordata logtudale è, metre quella trasversale è y. Sceglamo d vsualzzare cutles lugo l caale all terfacca e ortogoalmete al caale el uto d mezzo.
Il otezale lugo l caale all equlbro è (a destra lo zoom vco al Source o G l MOSFT s trova sottosogla ella regoe d svuotameto. elle rego eutre d Source e ra (y F,S y F, l otezale è y S y TH S log 597m La varazoe del otezale a bord del caale vco S/ è dovuta allo svuotameto ulk-source e ulk-ra.
el caale all terfacca l otezale è dverso da quello el ulk eutro (y ULK a causa della carca d svuotameto Il otezale el ulk eutro (y F, è y ULK TH log 477m Il otezale all terfacca ella regoe cetrale del caale è vece y(,y-.185 (otteuto dalla smulazoe. La fgura mostra la coc d elettro all terfacca lugo l caale vco al Source. La coc el Source è ar al drogaggo (regoe eutra, ovvero -3. el cetro del caale la coc è costate e ar a (, y y (, y TH e 7.5 6.3
La fgura seguete mostra la cutle della coc d elettro yl/ lugo. ll terfacca la coc è quella recedetemete calcolata, metre lotao dall terfacca la coc è quella d equlbro (, L /.3
ra urret ( Puto 5: retere ut 1-3 el caso t o 1m. Modfcare la struttura (eccetto, L, to er fare modo tale che I O /I OFF > e oteza meda dssata P <m. el caso t o 1m camba solo o rsetto al caso recedete T o t o o F m 1 3.98.85 7 s q ( y (y 1.8 o S o 14 F/ 3.45 y 31m SS.3m TH 6 F 64.7m/dec otamo u otevole mglorameto dell elettrostatca trasversale (m e SS ù bass dovuta all aumeto d o. La correte d OFF è I OFF m o L ( m 1 TH e m T TH 9 metre I O 5.5m. 6-3 5 4 bulk model square law model 3 1 1 3 4 5 6 7 8 9 ra oltage ( otamo oltre come l errore utlzzado l modello squarelaw sa ferore rsetto al caso recedete ochè m 1.
Il raorto I O /I OFF 6 5 è molto ferore rsetto al caso t o m oostate la mglore elettrostatca trasversale. Questo rsultato è dovuto alla dmuzoe della T e al maggor aumeto relatvo della I OFF rsetto alla I O. Per otteere I O /I OFF > dobbamo aumetare la T seza taccare m ed SS. L uco arametro lbero rsulta qud essere la F del metallo che va aumetata. d esemo se ortamo la F a 4.5e otteamo I T OFF F 15 q S o I ( y O y 4.5m.48 I O / I OFF 4.45 1 La I O è molto alta co coseguete elevato cosumo d oteza statca P P OFF I P OFF O P 5 OFF 15 11.4m P O I O.7m Per rdurre P rducamo la a 1 otteedo I I O O 6 / I OFF 5 I 5.8 OFF 15 P 3m che soddsfa le secfche rcheste. La rduzoe d I O /I OFF (comuque etro la secfca è dovuto alla rduzoe d I O co, ochè I OFF è sesble a.
I fgura soo rortate le I - G smulate co t o 1m, F4.5e e 1. La tabella rorta rcal arametr calcolat aaltcamete ed estratt dalle curve smulate. MTL SIM m 1.8 1.16 SS 64.7m 69.5m T.48.56 I O 6m 4m I OFF 1f 18.7f I O /I OFF 5.8. 9 Il buo accordo tra rsultat aaltc (svluat er l trasstor a caale lugo e smulazoe è dovuto al fatto che gl effett d caale corto e elettrostatca trasversale soo be cotrollat.
Puto 6 : retere ut 1-3 el caso 17-3 e 1 (t o m, F4.5e el caso 17-3 e 1 (t o m, F4.5e abbamo y 4.5 5.8 1.3 f.9 log G fs y q f ms F T TH ms F Q o o 1.3 q S.418 5.8e o ( y y s (y q 1.4 s 7 s (y F/ s (y m 1 1.9 SS.3m o TH 76.8m/dec 5 otamo u mglorameto, rsetto al caso 18-3, dell elettrostatca trasversale (m e SS ù bass dovuta alla rduzoe d e della coseguete rduzoe d s ed m. La correte d OFF è I OFF m o L ( m 1 TH e m T TH 1.5 metre I O 9.4m.
I fgura soo rortate le I - G smulate. La tabella rorta rcal arametr calcolat aaltcamete ed estratt dalle curve smulate. MTL SIM m 1.9 1.37 SS 76.8m 81.8m T.9.33 I O 9.4m 8.9m I OFF 1.5 I O /I OFF 6.3 6 4 5
MOSFT a caale corto S cosder l MOSFT dell eserczo recedete co 17-3 e 1 (t o m, F4.5e. Utlzzado l tool MOSFT-L 1 scalare la L del trasstor fo a m e lottare la tesoe d sogla T e la subthreshold sloe SS fuzoe d L. dmesoare l MOSFT co Lm e SS<8m/dec, I OFF < - 3 dmesoare l MOSFT co L4m e SS<8m/dec, I OFF < - 4 dmesoare l MOSFT co Lm e SS<8m/dec, I OFF < - scutere rsultat otteut.
Puto 1: scalare la L del trasstor fo a m e lottare la T e la SS fuzoe d L. Utlzzado lo scrt MTL è ossble estraolare, dalle smulazo, valor d T e SS L (mm T (m SS (m/dec 41 8 7 4 8 5 398 8.6 3 393 8. 1 37 8..5 335.7 8.7. 66 89.15 3 98.5.1 164 141
La rduzoe della T ( T -roll off e l aumeto d SS soo dovut a maggor effett d caale corto dovut alla rduzoe d L. Le fgure basso mostrao le I G a 5m (leare e 1 er Lmm e Lm. S ota lo shft delle I G er Lm (stmato 9m co MTL dovuto al IL. otamo oltre che la rduzoe della T determa u otevole aumeto della I OFF. Lmm L m
Puto : dmesoare l MOSFT co Lm e SS<8m/dec, I OFF < -. alla tabella co Lm, SS141m/dec. Per rdurre SS ossamo adottare dverse stratege (ache combate: rdurre t o er aumetare o aumetare l drogaggo della regoe d caale ch er rdurre l accoameto caactvo col ra rdurre j er rdurre l accoameto caactvo col ra rdurre la rofodtà del substrato er rdurre la caactà d guzoe col substrato Provamo a sgere t o fo a 1m. Otteamo SS91.3m/dec, I OFF 53m (fg a sstra. otamo oltre come lo shft della T co S s sa rdotto, dce che l IL è stato rdotto dalla ù alta o. Per torare detro la secfca d SS (<8m/dec aumetamo ch a 18-3 er rdurre l accoameto caactvo laterale col dra metre teamo l bulk a 17-3 er avere ua bassa SR dra-bulk. Il rsultato è mostrato fg cetro. La SS66.5m/dec è accordo alla secfca ma la I OFF ( 34m è acora troo alta. La correte d I OFF uò essere rdotta traslado le I G avat aumetado la F del Gate (e qud la T. d esemo co ua F4.5e (fg a destra s ottee ua I OFF 5.6, etro la secfca. L m t o 1 ch 17-3 F4.5e L m t o 1 ch 18-3 F4.5e L m t o 1 ch 18-3 F4.5e
Puto 3 : dmesoare l MOSFT co L4m e SS<8m/dec, I OFF < -. Rducamo a L4m l MOSFT del uto recedete (t o 1m, F4.5e, ch 17-3. Il rsultato della smulazoe è mostrato ella fg a sstra, dove otamo ua forte degradadazoe della SS. ome rma tetatvo er comesare la degradazoe dell elettrostatca logtudale rduzoe le dmeso trasversal j m e 5m. ella fgura cetro otamo l mglorameto della regoe d sottosogla co SS81.1m/dec. Per retrare etro la secfca d SS aumetamo la o,r, ad es. a. Otteamo SS7m/dec ma la I OFF 9.3 è troo alta. Per rdurre la I OFF aumetamo F5e otteedo I OFF.66f, etro la secfca (fg. a destra. L4 m o,r 3.9 j 5m F4.5e L4 m o,r 3.9 j 5m F4.5e L4 m o,r j 5m F5e
Puto 4: dmesoare l MOSFT co Lm e SS<8m/dec, I OFF < -. Rducamo a Lm l MOSFT del uto recedete. Il rsultato della smulazoe è mostrato fg a destra. otamo ua forte degradazoe d tutta la caratterstca. Il drogaggo del caale è gà molto alto (ed aumetarlo uò comortare roblem d varablty della T e lo sessore dell ossdo gà molto basso (co coseguete ossble leakage d Gate. che le dmeso trasversal d j e soo gà a lmt tecologc. charo che la struttura bulk laare ha ragguto l suo lmte d scalg. ecdamo qud d rcorrere ad ua struttura a doo Gate.
La I G è mostrata a lato. S ottee ua SS d 73.5 m/dec e la I OFF 5.6 accordo alla secfca rchesta.