Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.14: Порівняння балістичних та небалістичних МОП-транзисторів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31714

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Якщо обчислити IV звичайного МОП-транзистора з довжиною каналу в балістичному режимі, то отримаємо IV криві, якісно схожі з балістичним результатом. Наприклад, класична модель МОП-транзистора з довжиною каналу 40 нм показана на малюнку 5.13.6. Він якісно схожий на рис. 5.13.1. Обидва мають лінійний і режим насичення, і обидва виявляють однакову підпорогову поведінку. Але величина струму відрізняється досить істотно. Балістичний пристрій проявляє більші канальні струми за рахунок відсутності розсіювання.

    Ще один спосіб порівняння балістичних і небалістичних МОП-транзисторів - повернення до аналогії водного потоку. \(^{†}\)Як і раніше, джерело і стік моделюються водоймами. Потенціал каналу моделюється плунжером. Індуковані воротами зміни потенціалу каналу змушують плунжер рухатися вгору і вниз в каналі. Найголовнішою відмінністю балістичних і небалістичних МОП-транзисторів є профіль води в руслі. Висота води змінюється в небалістичному пристрої, тоді як вода в балістичному каналі не розслабляється до зниження енергій під час її проходження через русло.

    Знімок екрана 2021-05-20 о 21.17.05.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Аналогія потоку води для експлуатації балістичних і класичних МОП-транзисторів. Провідність в каналі контролюється плунжером, який моделює потенціал каналу. Транзистори включаються зниженням потенціалу затвора. Потім, у міру зменшення висоти зливного резервуара (відповідної збільшеної\(V_{DS}\)), канал спочатку переходить в лінійний режим (де потік струму обмежений\(V_{DS}\)), а потім режим насичення, де струм регулюється тільки потенціалом затвора.

    \(^{†}\)Для більш детальної обробки аналогії води зі звичайними ФЕТ див. Цивідодіс, «Експлуатація та моделювання транзистора МОП», 2-е видання, Oxford University Press (1999).