Modulation de Longueur de canal en MOSFET (Conception VLSI)

Terminologie:

  • IDS = courant de drain à source OU courant de drain à source
  • VDS = tension de drain à source
  • L = longueur du canal

Maintenant, dans le cas idéal, dans la région de saturation, IDS devient indépendant de VDS, c’est-à-dire que dans la région de saturation, le canal est pincé à l’extrémité du drain et une augmentation supplémentaire de VDS n’a aucun effet sur la forme du canal.

Mais en pratique, l’augmentation du VDS affecte le canal. Dans la région de saturation, lorsque VDS augmente, le point de pincement du canal est légèrement éloigné du drain, vers la source lorsque le champ d’électrons du drain le « repousse ». La région de déplétion de polarisation inverse s’élargit et la longueur effective du canal diminue d’une quantité de ∆L pour une augmentation de VDS.

Ainsi le canal ne  » touche  » plus le drain et acquiert une forme asymétrique plus fine à l’extrémité du drain. Ce phénomène est connu sous le nom de modulation de longueur de canal.

 Modulation de longueur de canal en mosfet

Ainsi, la modulation de longueur de canal peut être définie comme la modification ou la réduction de la longueur du canal (L) due à l’augmentation de la tension drain-source (VDS) dans la région de saturation.

Dans les appareils de grande taille, cet effet est négligeable, mais pour les appareils plus courtsLL /L devient important. Toujours dans la région de saturation due à la modulation de longueur de canal, IDS augmente avec l’augmentation de VDS et augmente également avec la diminution de la longueur de canal L.

La courbe tension-courant n’est plus plate dans cette région.

Le courant de drain avec modulation de longueur de canal est donné par:

\ en boîte {I_{DS} = I_{D} = I_{Dsat} (1+\lambda V_{DS})}

DÉRIVATION:

 dérivation de modulation de longueur de canal

Pour tenir compte de la dépendance de ID sur VDS dans la région de saturation, remplacez L par L- ∆ L. Nous savons que dans la région de saturation, le courant de drain vers la source (IDS = ID) est donné par:

{ I_{D} = \frac{kW}{2L} (V_{GS} -V_{t})^{2}}

{ I_{D} = \left(\frac{k}{2}\right) \left(\frac{W}{L-\triangle L}\right) (V_{GS}-V_{t})^{2}}

{ I_{D} = \left(\frac{k}{2L}\right) \left(\frac{W}{1-\frac {\triangle L}{L}}\right) (V_{GS}-V_{t})^{2}}

En supposant  {\frac {\triangle L} {L} 1}

{ I_{D} = \left(\frac{kW}{2L}\right) \left({1+\frac {\triangle L}{L}}\right) (V_{GS}- V_{t})^{2}}

Puisque ∆L augmente avec l’augmentation de VDS

{\ triangle L\propto V_{DS}}

OU

{\ triangle L = \lambda ^{'} V_{DS}}

où,  {\lambda^{'}} = paramètre de technologie de processus avec l’unité µm/V.

{ I_{D} = \left(\frac{kW}{2L}\right)\left({1+\frac{\lambda^{'} V_{DS}}{L}}\right) (V_{GS}-V_{t})^{2}}

par conséquent,

\ en boîte {I_{DS} = I_{D} = I_{Dsat} (1+\lambda V_{DS})}

où,

{\ frac {\lambda^{'}}{L} =\lambda} = paramètre de technologie de processus avec l’unité V-1

{ I_{Dsat} = \gauche(\frac{kW}{2L}\ droite) (V_{GS} -V_{t})^{2}}

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