Proiectarea Circuitelor în Tehnologie CMOS

Se cere:

- Elemente de tehnologie de fabricaţie şi criterii de proiectare.

- Simboluri

- Zone de lucru şi caracteristicile specifice

- Zona de tăiere

- Zona de triodă

- Zona de saturaţie

- Modelul de semnal mic în zona de saturaţie

- Schema

- Parametrii

- Legi

- Modelul de semnal mic în zona de triodă

- Schema

- Parametrii

- Legi

- Capacităţi parazite

- Capacităţile joncţiunilor

- Capacităţile de suprapunere

- Capacitatea canalului

- Modelul de semnal mic, înaltă frecvenţă, în zona de tăiere

- Modelul de semnal mic, înaltă frecvenţă, în zona de triodă

- Modelul de semnal mic, înaltă frecvenţă, în zona de saturaţie

- Schemele de simulare pentru ridicarea caracteristicilor

- Caracteristicile de ieşire

- Caracteristicile transconductanţei în zona de saturaţie

- Punctul bias

Parametrii de maxim interes (funcţie de zona de lucru):

- Transconductanţa de semnal mic

- Transconductanţa bulk

- Rezistenţa drena – sursă

- Capacităţile joncţiunilor

- Capacităţile de suprapunere

- Capacitatea canalului

- Lungime canal carte 2 97 886

- Lăţime canal

- Tensiunea de prag cartea doi 13

Mobilitatea

1.Elemente de tehnologie de fabricaţie şi criterii de proiectare

Tranzistorul cu efect de câmp este un dispozitiv electronic la care conducţia este asigurată de un singur tip de purtători de sarcină , electroni sau goluri. De aceea ele se mai numesc şi tranzistoare unipolare.

Spre deosebire de tranzistoarele bipolare, tranzistoarele cu efect de câmp (FET - field effect transistors) controlează curentul între canalul dintre terminalul de drenă şi cel de sursă prin câmpul electric determinat de tensiunea aplicată pe poartă. Pentru a menţine un câmp electric nu avem nevoie de un curent care să circule. Astfel, avantajul esenţial al tranzistoarelor cu efect de câmp este acela că intensitatea curentului în terminalul porţii este practic nulă.

Fig. 1.1. Tranzistor cu efect de camp

Tranzistoarele MOS (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) sunt dispozitive de conectare/deconectare folosite în circuitele integrate CMOS. Un circuit integrat CMOS tipic va fi compus din mai multe straturi individuale de siliciu şi conductoare metalice.

Fiecare strat este definit de structura lui proprie determinată de corpuri geometrice care sunt strategic amplasate pe alte straturi pentru a forma tranzistorul.

Tranzistorul MOS constă din zone difuzate de conductivitate p sau n incluse întrun substrat de siliciu, Si, între care există anumite conexiuni şi la care, din exterior, se aplică tensiuni de polarizare. Pentru obţinerea acestor zone de conductivitate p sau n este necesar întâi să se realize ferestre pentru difuzie, în locurile respective, pe placheta de siliciu.

Există doua tipuri de tranzistoare MOS utilizate în CMOS: tranzistoare MOS cu canal n si tranzistoare MOS cu canal p.

La tranzistoarele cu efect de cîmp,curentul între terminalul de drenă și cel de sursă este controlat de tensiunea dintre poartă și sursă.Conducția între drenă și sursă are loc printr-- regiune limitată a semiconductorului, numită canal.

Există două tipuri constructive de tranzistoare cu efect de cîmp:

- tranzistoare JFET, între poartă și canalul conductor există - joncțiune semiconductoare invers polarizată curentul de poartă are valori de ordinul zecilor de nanoamperi.

Fig. 1.2. Structurile fizice pentru tranzistoarele JFET.

- tranzistoarele MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) poarta este izolată prin intermediul unui strat de dioxid de siliciu și curentul de poartă este de ordinul zecilor de picoamperi.