MOSFETにおけるチャネル長変調(VLSI設計)–Buzztech

用語集:

IDS=ドレインからソースへの電流またはドレイン-ソース電流
VDS=ドレインからソースへの電圧
L=チャネルの長さ

理想的なケースでは、飽和領域では、IDSはVDS

しかし、実際にはVDSの増加はチャネルに影響を与えます。飽和領域では，ｖｄｓが増加すると，チャネルのピンチオフ点はドレインからソースに向かってわずかに離れて移動し，ドレイン電子場がそれを”押し戻す”ようになる。逆バイアス空乏領域は広がり，有効チャネル長はｖｄｓの増加に対してλ Ｌの量だけ減少した。

したがって、チャネルはもはやドレインに”接触”せず、ドレイン端でより薄い非対称形状を獲得する。この現象は、チャネル長変調として知られています。

mosfetでのチャネル長変調

したがって、チャネル長変調は、飽和領域におけるドレイン-ソース電圧（VDS）の増加によるチャネル（L）の長さの変化または減少として定義することができ

大規模なデバイスでは、この効果は無視できますが、短いデバイスでは≤L/Lが重要になります。また、チャネル長変調による飽和領域では、VDSの増加とともにIDSが増加し、チャネル長Lの減少とともにidsが増加します。

この領域では電圧-電流曲線は平坦ではなくなりました。

チャネル長変調によるドレイン電流は、次式で与えられます:

$\ボックス{I_{DS}=I_{D}=I_{Dsat}（1+\ラムダV_{DS}）})}$

派生:

チャネル長変調の導出

飽和領域では、ドレインからソースへの電流（IDS=ID）は次式で与えられることがわかっています。:

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

${I_{D}=\左（\frac{k}{2}\右）\左（\frac{W}{L-\三角形L}\右）（V_{GS}-V_{t}）-はtriangle v_{T}-を意味します。})^{2}}$

${I V_{GS}-V_{t}=V_{GS}-v_{t}=V_{GS}-v_{t}=V_{GS}-v_{t}=v_{GS}-v_{t}=v_{GS}-v_{t}=v_{GS}-v_{t}=v_{gs}-v_{t}=v_{gs}-v_{t}=v_{gs}=})^{2}}$

${\frac{\triangle L}{L}と仮定すると} 1}$

${I_{D}=\左（\frac{kW}{2L}\右）\左（{1+\frac{\三角形L}{L}}\右）（V_{GS}-V_{t}）=\左（\FRAC{kW}{2L}\右）\左（{1+\frac{\三角形L}{L}}\右）\左（V_{GS}-V_{t}）})^{2}}$

∆LはVDSの増加に伴って増加するので

${\トライアングルL\propto V_{DS}}$

または

${\三角形L=\lambda^{'}V_{DS}}}$

ここで、 ${\lambda^{'}}$ =単位μ m/Vのプロセス技術パラメータ。

${I_{D}=\左（\frac{kW}{2L}\右）\左（{1+\frac{\ラムダ^{'}V_{DS}}{L}}\右）（V_{GS}-V_{t}）=\左（\frac{kW}{2L}\右）\左（{1+\frac{\ラムダ^{'}V_{DS}}{L}}\右）\右（V_{GS}-V_{t}）})^{2}}$

したがって、,

$\ボックス{I_{DS}=I_{D}=I_{Dsat}（1+\ラムダV_{DS}）})}$

どこで,

${\frac{\lambda^{'}}{L}=\lambda}$ =ユニットVを持つプロセステクノロジパラメータ-1

${I_{Dsat}=\左（\frac{kW}{2L}\右）（V_{GS}-V_{t}）-は、V v_{GS}-V_{t}=を意味します。})^{2}}$

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