PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI Taschenrechner

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VLSI-Materialoptimierung

Analoges VLSI-Design

✖Die eingebaute Übergangsspannung ist definiert als die Spannung, die an einem Halbleiterübergang im thermischen Gleichgewicht anliegt, an dem keine externe Spannung angelegt wird.ⓘ Eingebaute Anschlussspannung [Ø₀]			+10% -10%
✖Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.ⓘ Akzeptorkonzentration [N_A]			+10% -10%

✖Die Verarmungstiefe des Pn-Übergangs mit Quelle ist definiert als der Bereich um einen PN-Übergang, in dem Ladungsträger aufgrund der Bildung eines elektrischen Feldes verarmt sind.ⓘ PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI [x_dS]

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Formel

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PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI

Formel

`"x"_{"dS"} = sqrt((2*"[Permitivity-silicon]"*"[Permitivity-vacuum]"*"Ø"_{"0"})/("[Charge-e]"*"N"_{"A"}))`

Beispiel

`"0.313423μm"=sqrt((2*"[Permitivity-silicon]"*"[Permitivity-vacuum]"*"0.76V")/("[Charge-e]"*"1e+16/cm³"))`

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PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Eingebaute Anschlussspannung)/([Charge-e]*Akzeptorkonzentration))
x_dS = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Ø₀)/([Charge-e]*N_A))
Diese formel verwendet 3 Konstanten, 1 Funktionen, 3 Variablen

Verwendete Konstanten

[Permitivity-silicon] - Permittivität von Silizium Wert genommen als 11.7
[Permitivity-vacuum] - Permittivität des Vakuums Wert genommen als 8.85E-12
[Charge-e] - Ladung eines Elektrons Wert genommen als 1.60217662E-19

Verwendete Funktionen

sqrt - Eine Quadratwurzelfunktion ist eine Funktion, die eine nicht negative Zahl als Eingabe verwendet und die Quadratwurzel der gegebenen Eingabezahl zurückgibt., sqrt(Number)

Verwendete Variablen

Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle - (Gemessen in Meter) - Die Verarmungstiefe des Pn-Übergangs mit Quelle ist definiert als der Bereich um einen PN-Übergang, in dem Ladungsträger aufgrund der Bildung eines elektrischen Feldes verarmt sind.
Eingebaute Anschlussspannung - (Gemessen in Volt) - Die eingebaute Übergangsspannung ist definiert als die Spannung, die an einem Halbleiterübergang im thermischen Gleichgewicht anliegt, an dem keine externe Spannung angelegt wird.
Akzeptorkonzentration - (Gemessen in 1 pro Kubikmeter) - Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Eingebaute Anschlussspannung: 0.76 Volt --> 0.76 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Akzeptorkonzentration: 1E+16 1 pro Kubikzentimeter --> 1E+22 1 pro Kubikmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

x_dS = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Ø₀)/([Charge-e]*N_A)) --> sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*0.76)/([Charge-e]*1E+22))

Auswerten ... ...

x_dS = 3.13423217933622E-07

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

3.13423217933622E-07 Meter -->0.313423217933622 Mikrometer (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

0.313423217933622 ≈ 0.313423 Mikrometer <-- Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle

(Berechnung in 00.020 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Priyanka Patel

Lalbhai Dalpatbhai College für Ingenieurwissenschaften (LDCE), Ahmedabad

Priyanka Patel hat diesen Rechner und 25+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Santhosh Yadav

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner verifiziert!

< 25 VLSI-Materialoptimierung Taschenrechner

Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region (VLSI).

Gehen Ladungsdichte der Bulk-Depletion-Region = -(1-((Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Quelle+Laterale Ausdehnung der Verarmungsregion mit Abfluss)/(2*Kanallänge)))*sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Akzeptorkonzentration*abs(2*Oberflächenpotential))

Body-Effect-Koeffizient

Gehen Körpereffektkoeffizient = modulus((Grenzspannung-Schwellenspannung DIBL)/(sqrt(Oberflächenpotential+(Potenzialdifferenz des Quellkörpers))-sqrt(Oberflächenpotential)))

Anschluss integrierte Spannung VLSI

Gehen Eingebaute Anschlussspannung = ([BoltZ]*Temperatur/[Charge-e])*ln(Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration/(Intrinsische Konzentration)^2)

PN-Junction-Verarmungstiefe mit Quell-VLSI

Gehen Pn-Übergangsverarmungstiefe mit Quelle = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*[Permitivity-vacuum]*Eingebaute Anschlussspannung)/([Charge-e]*Akzeptorkonzentration))

Parasitäre Gesamtkapazitätsquelle

Gehen Quelle Parasitäre Kapazität = (Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Quelle*Bereich der Quellendiffusion)+(Kapazität zwischen der Verbindung von Körper und Seitenwand*Seitenwandumfang der Quellendiffusion)

Verbindungsstrom

Gehen Kreuzungsstrom = (Statische Leistung/Basiskollektorspannung)-(Strom unterhalb des Schwellenwerts+Konflikt aktuell+Gate-Strom)

Kurzkanal-Sättigungsstrom VLSI

Gehen Kurzkanal-Sättigungsstrom = Kanalbreite*Sättigungselektronendriftgeschwindigkeit*Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Sättigungs-Drain-Quellenspannung

Oberflächenpotential

Gehen Oberflächenpotential = 2*Potenzialdifferenz des Quellkörpers*ln(Akzeptorkonzentration/Intrinsische Konzentration)

Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Oxidkapazität nach vollständiger Skalierung = Oxidkapazität pro Flächeneinheit*Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Steilheit unter der Schwelle

Gehen Unterschwellenneigung = Potenzialdifferenz des Quellkörpers*DIBL-Koeffizient*ln(10)

DIBL-Koeffizient

Gehen DIBL-Koeffizient = (Schwellenspannung DIBL-Grenzspannung)/Drain-to-Source-Potenzial

Schwellenspannung, wenn die Quelle auf Körperpotential liegt

Gehen Schwellenspannung DIBL = DIBL-Koeffizient*Drain-to-Source-Potenzial+Grenzspannung

Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Verbindungstiefe nach vollständiger Skalierung = Verbindungstiefe/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Gate-Oxiddicke nach vollständiger Skalierung = Gate-Oxiddicke/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Gate-Länge unter Verwendung der Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Torlänge = Gate-Kapazität/(Kapazität der Gate-Oxidschicht*Torbreite)

Gate-Oxid-Kapazität

Gehen Kapazität der Gate-Oxidschicht = Gate-Kapazität/(Torbreite*Torlänge)

Gate-Kapazität

Gehen Gate-Kapazität = Kanalgebühr/(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Grenzspannung

Gehen Grenzspannung = Gate-zu-Kanal-Spannung-(Kanalgebühr/Gate-Kapazität)

Kanalladung

Gehen Kanalgebühr = Gate-Kapazität*(Gate-zu-Kanal-Spannung-Grenzspannung)

Kanalbreite nach vollständiger Skalierung von VLSI

Gehen Kanalbreite nach vollständiger Skalierung = Kanalbreite/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kanallänge nach vollständiger Skalierung VLSI

Gehen Kanallänge nach vollständiger Skalierung = Kanallänge/Vergößerungsfaktor, Verkleinerungsfaktor

Kritische Spannung

Gehen Kritische Spannung = Kritisches elektrisches Feld*Elektrisches Feld über die Kanallänge

Eigene Gate-Kapazität

Gehen MOS-Gate-Überlappungskapazität = MOS-Gate-Kapazität*Übergangsbreite

Mobilität in Mosfet

Gehen Mobilität im MOSFET = K Prime/Kapazität der Gate-Oxidschicht

K-Prime

Gehen K Prime = Mobilität im MOSFET*Kapazität der Gate-Oxidschicht

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